JPH11121721A - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device

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JPH11121721A
JPH11121721A JP10237025A JP23702598A JPH11121721A JP H11121721 A JPH11121721 A JP H11121721A JP 10237025 A JP10237025 A JP 10237025A JP 23702598 A JP23702598 A JP 23702598A JP H11121721 A JPH11121721 A JP H11121721A
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transistor
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鎭祺 金
Jeong-Hyuk Choi
定▲赫▼ 崔
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the area occupied by memory cells by a method wherein the common data latching means are provided with read-out data and verified data detected by the bit line current running through memory transistor selected from a power supply by reading-out operation and program verifying operation. SOLUTION: The latches PBk-1-PBk-256 comprising data registers otherwise called page buffers are provided between contacts 42 and 46. These page buffers fill not only the temperary storage of the data to be written in at one time through respectively corresponding BLk-1-BLk-256 but also fill the role of a verifying detector to make a judgement if the programming operation is performed correctly or not by the programming verification also filling the role of a sensing amplifier for sensing and amplifying the data on the BL lines read out of the memory cells. Accordingly, the area occupied by the memory cells can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的消去可能でプロ
グラム可能な不揮発性半導体メモリ装置に関し、特に、
NAND構造のセルを有する電気的消去可能でプログラ
ム可能な不揮発性半導体メモリ装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically erasable and programmable non-volatile semiconductor memory device, and more particularly to an electrically erasable and programmable non-volatile semiconductor memory device.
The present invention relates to an electrically erasable and programmable non-volatile semiconductor memory device having cells of a NAND structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のコンピュータ又はマイクロプロセ
ッサによって制御される各種装置においては、高密度の
電気的消去可能でプログラム可能な不揮発性メモリ装置
(EEPROM)の開発が要求されてきている。例え
ば、携帯用コンピュータやノートブック形パソコン等の
サイズでバッテリ電源を使用するコンピュータシステム
では、補助メモリ装置として回転磁気ディスクをもつハ
ードディスク装置を使用すると、それがかなりの部分を
占めてしまうので、設計者としては、よりコンパクトな
高密度、高性能のEEPROMを望んでいる。
2. Description of the Related Art Recent developments in various devices controlled by computers or microprocessors require the development of high density electrically erasable and programmable non-volatile memory devices (EEPROMs). For example, in a computer system such as a portable computer or a notebook-type personal computer that uses battery power, a hard disk device having a rotating magnetic disk as an auxiliary memory device occupies a considerable portion. Want a more compact, high-density, high-performance EEPROM.

【0003】高密度のEEPROMを得るためには、メ
モリセルの占める面積を減少させることが重要課題とな
る。これを解決するために、セル当りの選択トランジス
タの個数とビット線接続のためのコンタクトホール(co
ntact hole)の個数を減少させられるNAND構造のセ
ルをもったEEPROMが開発された。このNAND構
造のセルについては、例えば、1988年に発行された
『IEDM』の第412頁〜第415頁、“NEW D
EVICE TECHNOLOGIES FOR 5V
−ONLY 4Mb EEPROM WITH NAN
D STRUCTURE CELL”に開示されてい
る。
In order to obtain a high density EEPROM, it is important to reduce the area occupied by memory cells. To solve this, the number of select transistors per cell and the contact holes (co
An EEPROM having a cell having a NAND structure capable of reducing the number of ntact holes has been developed. This NAND structure cell is described in, for example, "IEDM", pp. 412 to 415, "NEW D" issued in 1988.
EVICE TECHNOLOGIES FOR 5V
-ONLY 4Mb EEPROM WITH NAN
D STRUCTURE CELL ".

【0004】このようなNAND構造のセル(以下、
“NANDセルユニット”、又は“NANDセル”とす
る)は、ドレインが対応するビット線にコンタクトホー
ルを通じて接続された第1選択トランジスタと、ソース
が共通ソース線に接続された第2選択トランジスタと、
前記第1選択トランジスタのソースと第2選択トランジ
スタのドレインとの間にチャネルが直列に接続された8
個のメモリトランジスタと、から構成されている。NA
NDセルユニットはP形半導体基板に形成され、各メモ
リトランジスタは、そのソース及びドレイン領域の間の
チャネル領域上にゲート酸化膜を介して形成されたフロ
ーティングゲートと、このフローティングゲート上に中
間絶縁膜を介して形成された制御ゲートと、を有してい
る。このNANDセルユニット内のメモリトランジスタ
のプログラム動作は、NANDセルユニット内の全ての
メモリトランジスタを一度に消去してから行われるよう
になっている。
A cell having such a NAND structure (hereinafter referred to as "cell")
A “NAND cell unit” or “NAND cell”) includes a first selection transistor having a drain connected to a corresponding bit line through a contact hole, a second selection transistor having a source connected to a common source line,
8. A channel is connected in series between the source of the first select transistor and the drain of the second select transistor.
And memory transistors. NA
The ND cell unit is formed on a P-type semiconductor substrate. Each memory transistor has a floating gate formed on a channel region between its source and drain regions via a gate oxide film, and an intermediate insulating film formed on the floating gate. And a control gate formed through the control gate. The program operation of the memory transistor in the NAND cell unit is performed after erasing all the memory transistors in the NAND cell unit at a time.

【0005】全てのメモリトランジスタの同時消去動作
(一般に“フラッシュ消去”と呼ばれる)は、ビット線
に0Vを、第1選択トランジスタのゲートと全てのメモ
リトランジスタの制御ゲートに17Vを印加することで
行われる。すなわち、全てのメモリトランジスタはエン
ハンスメント形のトランジスタとなる。これを2進数
“1”にプログラムされたトランジスタと仮定する。そ
して、メモリトランジスタを選択して2進数“0”にプ
ログラムするためには、ビット線、第1選択トランジス
タのゲート、及び第1選択トランジスタとプログラムす
るメモリトランジスタとの間にあるメモリトランジスタ
の制御ゲートにそれぞれ22Vを印加し、プログラムす
るメモリトランジスタの制御ゲート、このメモリトラン
ジスタとソース線との間にあるメモリトランジスタの制
御ゲート、及び第2選択トランジスタのゲートにそれぞ
れ0Vを印加する。それにより、選択されたメモリトラ
ンジスタは、そのドレインとフローティングゲートとの
間のFowler−Nordheim電流(F−N電
流)、すなわちトンネル電流によって“0”にプログラ
ムされる。
[0005] Simultaneous erase operation (commonly called "flash erase") of all memory transistors is performed by applying 0 V to the bit line and applying 17 V to the gate of the first selection transistor and the control gate of all the memory transistors. Will be That is, all the memory transistors are enhancement type transistors. Assume this is a transistor programmed to a binary "1". Then, in order to select a memory transistor and program it to binary "0", the bit line, the gate of the first selection transistor, and the control gate of the memory transistor between the first selection transistor and the memory transistor to be programmed are used. , And 0 V is applied to each of the control gate of the memory transistor to be programmed, the control gate of the memory transistor between the memory transistor and the source line, and the gate of the second selection transistor. Thereby, the selected memory transistor is programmed to “0” by a Fowler-Nordheim current (FN current) between the drain and the floating gate, that is, a tunnel current.

【0006】しかし、このようなプログラミング方式に
おいては、“0”をプログラムするメモリトランジスタ
のゲート酸化膜のトンネル部に対し、そのドレインが受
ける高電圧によるストレスが加えられるため、プログラ
ムの度に部分的ストレスを受けるゲート酸化膜が漏泄電
流の原因になるという問題がある。すなわち、メモリセ
ルのデータ保有(data retention)能力が、消去及びプ
ログラム回数が重なるにつれて徐々に減退していき、E
EPROMの信頼性が低下してしまう。このような問題
点を解決するため、NANDセルユニットをN形半導体
基板に形成されたP形ウェル領域に形成するように改良
した装置構造と、この装置構造を使用して改良を行った
消去及びプログラム技術が、1990年に発行された
『 Symposium on VLSI Technology 』の第129頁
〜第130頁、“A NAND STRUCTURED
CELL WITH A NEW PROGRAMM
ING TECHNOLOGY FOR HIGHLY
RELIABLE 5V−ONLY FLASH E
EPROM”に開示されている。次に、この技術につい
て簡単に説明する。
However, in such a programming method, a stress is applied to a tunnel portion of a gate oxide film of a memory transistor for programming "0" due to a high voltage applied to its drain, so that a partial voltage is applied every time a program is performed. There is a problem that a gate oxide film subjected to stress causes a leakage current. That is, the data retention capability of the memory cell gradually decreases as the number of times of erasing and programming overlaps,
The reliability of the EPROM is reduced. In order to solve such a problem, an improved device structure in which a NAND cell unit is formed in a P-type well region formed in an N-type semiconductor substrate, and improved erasing and writing using this device structure. The programming technology is described in “Symposium on VLSI Technology” published in 1990, pp. 129-130, “A NAND Structured”.
CELL WITH A NEW PROGRAMM
ING TECHNOLOGY FOR HIGHLY
RELIABLE 5V-ONLY FLASH E
EPROM ". This technique will be briefly described below.

【0007】NANDセルユニット内にある全てのメモ
リトランジスタ、すなわちメモリセルの消去動作は、全
ての制御ゲートに0Vを印加し、P形ウェル領域とN形
基板に20Vの高電圧を印加することによって行われ
る。それにより、全てのメモリトランジスタのフローテ
ィングゲートからP形ウェルに、電子が均一に放出され
る。その結果、各メモリトランジスタのしきい電圧は約
−4Vの負電圧となり、2進論理“0”が記憶されたと
仮定されるデプレッション形の状態となる。この状態か
らNANDセルユニット内のメモリトランジスタを選択
してプログラムを行う。この場合、第1選択トランジス
タのゲートと選択されたメモリトランジスタの制御ゲー
トに20Vの高電圧を印加し、第2選択トランジスタの
ゲートには0V、そして選択されないメモリトランジス
タの各制御ゲートには7Vの中間電圧をそれぞれ印加す
るようになる。
The erasing operation of all the memory transistors in the NAND cell unit, that is, the memory cell, is performed by applying 0 V to all the control gates and applying a high voltage of 20 V to the P-type well region and the N-type substrate. Done. Thereby, electrons are uniformly emitted from the floating gates of all the memory transistors to the P-type well. As a result, the threshold voltage of each memory transistor becomes a negative voltage of about -4 V, and becomes a depletion type state where it is assumed that binary logic "0" is stored. From this state, the memory transistor in the NAND cell unit is selected and programming is performed. In this case, a high voltage of 20 V is applied to the gate of the first selection transistor and the control gate of the selected memory transistor, 0 V is applied to the gate of the second selection transistor, and 7 V is applied to each control gate of the unselected memory transistors. An intermediate voltage is applied.

【0008】そして、前記選択されたメモリトランジス
タを2進論理“1”にプログラム(又は書込み)する場
合には、NANDセルユニットと接続されたビット線に
0Vを印加する。これによって、選択されたメモリトラ
ンジスタのフローティングゲートに電子が注入され、エ
ンハンスメント形の状態となる。一方、前記選択された
メモリトランジスタを2進論理“0”にプログラムする
場合には、対応するビット線にプログラム防止電圧であ
る中間電圧7Vを印加する。これにより、選択されたメ
モリトランジスタのプログラム動作は防止される。この
ようなプログラム動作では、ゲート酸化膜を通じてフロ
ーティングゲートへ注入される電子は、P形ウェルから
均一に注入されるので、前述のようなゲート酸化膜に対
する部分的ストレスが発生しない。したがって、ゲート
酸化膜の漏泄電流発生を防止することができる。
When programming (or writing) the selected memory transistor to binary logic "1", 0 V is applied to the bit line connected to the NAND cell unit. As a result, electrons are injected into the floating gate of the selected memory transistor, and the state becomes an enhancement type. On the other hand, when programming the selected memory transistor to the binary logic "0", an intermediate voltage 7V which is a program prevention voltage is applied to the corresponding bit line. Thus, the program operation of the selected memory transistor is prevented. In such a programming operation, since electrons injected into the floating gate through the gate oxide film are uniformly injected from the P-type well, the above-described partial stress on the gate oxide film does not occur. Therefore, it is possible to prevent generation of leakage current from the gate oxide film.

【0009】しかしながら、以上のようなメモリ装置で
は、メモリ容量が増加していくにつれて次のような問題
が発生する。
However, in the above-described memory device, the following problem occurs as the memory capacity increases.

【0010】通常のEEPROMは、高速プログラミン
グのためにページプログラムモードを有している。その
ページプログラム動作は、データローディング動作とプ
ログラム動作で構成される。データローディング動作
は、入出力端からバイトサイズのデータを順次にデータ
レジスタにラッチ及び貯蔵する動作である。このデータ
レジスタは各ビット線に対応するように提供されてい
る。プログラム動作は、データレジスタに貯蔵されたデ
ータを、選択されたワード線のメモリトランジスタにビ
ット線を通じて一度に書込む動作である。NANDセル
ユニットを有するEEPROMについてのページプログ
ラム技術は、1990年4月に発行された『IEEE
JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS 』のVOL.25・
NO.2、第417頁〜第423頁に開示されている。
A normal EEPROM has a page program mode for high-speed programming. The page program operation includes a data loading operation and a program operation. The data loading operation is an operation of sequentially latching and storing byte-sized data in a data register from an input / output terminal. This data register is provided so as to correspond to each bit line. The program operation is an operation of writing data stored in a data register to a memory transistor of a selected word line at a time through a bit line. A page programming technique for an EEPROM having a NAND cell unit is described in IEEE, issued in April 1990.
JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS 』VOL. 25 ・
NO. 2, pages 417 to 423.

【0011】さらに、通常のEEPROMでは、信頼性
を向上させるためにプログラム検証技術を使用してい
る。プログラム検証とは、プログラムされたセルが所望
のしきい電圧を有するようプログラムされたかどうかを
検査するものである。このプログラム検証技術には、マ
イクロプロセッサの制御による外部検証技術と、チップ
内部の検証回路により行われる内部検証技術とがある。
外部検証技術に関しては、1991年4月に発行された
『IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS』のV
OL.26・NO.4、第492頁〜第495頁と、1
991年10月1日付発行の米国特許番号第5,05
3,990号に開示されている。この外部検証技術は、
プログラムされたセルが正しくプログラムされたかどう
かを判断するのに長時間かかるという短所がある。しか
も、プログラム失敗後の再プログラムの度に、データロ
ーディング動作を再度行うことが必要となる。
Further, in a normal EEPROM, a program verification technique is used to improve reliability. Program verification checks whether a programmed cell has been programmed to have a desired threshold voltage. This program verification technology includes an external verification technology controlled by a microprocessor and an internal verification technology performed by a verification circuit inside a chip.
Regarding external verification technology, please refer to V of “IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS” issued in April 1991.
OL. 26 NO. 4, pages 492 to 495, and 1
US Pat. No. 5,05, issued Oct. 1, 991
No. 3,990. This external verification technology
A disadvantage is that it takes a long time to determine whether a programmed cell is correctly programmed. In addition, it is necessary to perform the data loading operation again every time reprogramming is performed after a program failure.

【0012】一方、内部検証技術は、プログラム検証を
比較的高速に行い得るという長所がある。内部検証技術
に関しては、1991年11月5日付発行の韓国公開特
許番号第91−17445号と、1989年3月5日付
発行の米国特許番号第4,811,294号に開示され
ている。これら内部検証技術は、メモリセルからセンス
アンプを通じてページ読出しされたデータとデータレジ
スタに貯蔵されたデータとを比較器で比較する方式で行
われている。しかしながら、このように、プログラム検
証を行うため、メモリセルから読出されたデータを感知
・増幅するセンスアンプからのデータとデータレジスタ
に予め貯蔵されたプログラムデータとを比較する比較回
路を使用する技術は、チップにおける周辺回路の占める
面積を増加させるという問題がある。
On the other hand, the internal verification technique has an advantage that program verification can be performed at a relatively high speed. The internal verification technology is disclosed in Korean Published Patent No. 91-17445 issued on Nov. 5, 1991 and U.S. Pat. No. 4,811,294 issued on Mar. 5, 1989. These internal verification techniques are performed by a method in which data read from a memory cell through a sense amplifier through a page and data stored in a data register are compared by a comparator. However, as described above, in order to perform program verification, a technique using a comparison circuit that compares data from a sense amplifier that senses and amplifies data read from a memory cell with program data stored in advance in a data register is not known. However, there is a problem that the area occupied by the peripheral circuit in the chip is increased.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明で
は、第一の目的として、チップ面積をより小さくできる
ようなNAND構造のセルを有する不揮発性半導体メモ
リ装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the first object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device having cells of a NAND structure that can reduce the chip area.

【0014】第二の目的として、チップにおける周辺回
路の占める面積を減少させられるような不揮発性半導体
メモリ装置を提供する。
A second object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the area occupied by peripheral circuits in a chip.

【0015】第三の目的として、過プログラムを防止す
るとができる不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
A third object is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of preventing over-programming.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、半導体基板と、半導体基板表面に形
成されたウェル領域と、このウェル領域に形成された多
数のメモリブロックに分けられるメモリセルアレイと、
半導体基板上部に相互に平行に形成された多数のビット
線と、を有する不揮発性半導体メモリ装置に関し、特
に、メモリブロックのそれぞれは、ドレインがビット線
のうち対応するビット線に接続された第1選択トランジ
スタのソースと、ソースが共通ソース線に接続された第
2選択トランジスタのドレインと、の間に直列に接続さ
れた所定の個数のメモリトランジスタで構成された多数
のNANDセルユニットで構成され、そして、前記メモ
リトランジスタは、それぞれ前記ウェル領域の表面に互
いに離隔するように形成されたソース及びドレイン領域
と、このソースとドレインとの間のチャネル領域の上部
に形成されたフローティングゲートと、このフローティ
ングゲートの上部に形成された制御ゲートと、から構成
される不揮発性半導体メモリ装置について、主に次のよ
うな特徴部分を設けるものである。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor substrate; a well region formed on the surface of the semiconductor substrate; and a plurality of memory blocks formed in the well region. A memory cell array,
A plurality of bit lines formed parallel to each other on a semiconductor substrate, and in particular, each of the memory blocks has a drain connected to a corresponding one of the bit lines. A plurality of NAND cell units each including a predetermined number of memory transistors connected in series between a source of the selection transistor and a drain of a second selection transistor whose source is connected to a common source line; The memory transistor includes a source and a drain region formed on the surface of the well region so as to be separated from each other, a floating gate formed on a channel region between the source and the drain, and a floating gate. And a control gate formed above the gate. For memory devices, it is primarily providing the characteristic parts such as the following.

【0017】すなわち、読出動作で各ビット線に読出電
流を提供するために各ビット線と接続されたカレントミ
ラー回路と、ビット線に対応させて設けられ、データロ
ーディング動作で入出力端からのデータをラッチ及び貯
蔵し、プログラム動作でビット線に貯蔵されたデータを
提供し、そして、プログラム検証及び読出動作でメモリ
セルから読出されたビット線上のデータを感知し貯蔵す
る感知及び貯蔵手段を有する。
That is, a current mirror circuit connected to each bit line for providing a read current to each bit line in a read operation, and a current mirror circuit provided corresponding to the bit line, and a data load from an input / output terminal in a data loading operation. And latch means for latching and storing data, providing data stored on the bit line in a program operation, and sensing and storing data on the bit line read from a memory cell in a program verify and read operation.

【0018】加えて、本発明は、前記感知及び貯蔵手段
と接続され、プログラム検証動作でこの感知及び貯蔵手
段で感知されたビット線上のデータが、予定された論理
データであるかどうかを判断する検証感知手段を有す
る。
In addition, the present invention is connected to the sensing and storing means, and determines whether data on the bit line sensed by the sensing and storing means in a program verify operation is predetermined logical data. It has verification sensing means.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付の図面を
参照して詳細に説明する。尚、同じ構成要素にはできる
だけ同一の符号又は参照番号を使用する。また、下記の
説明において、メモリセル、NANDセルの数、ビット
線の数、電圧値、回路構成及び部品等の多くの特定の仕
様が、本発明のより全体的な理解のため示されている。
しかし、これら特定の仕様でなくとも本発明の実施が可
能であることは、この技術分野で通常の知識を有する者
なら当然理解できるであろう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals or reference numerals are used for the same components as much as possible. Also, in the following description, many specific specifications, such as the number of memory cells, the number of NAND cells, the number of bit lines, voltage values, circuit configurations, and components, are shown for a more general understanding of the present invention. .
However, it will be understood by those having ordinary skill in the art that the present invention can be practiced without these specific specifications.

【0020】ここで使用される“メモリトランジスタ”
とは、ソース、ドレイン、フローティングゲート、及び
制御ゲートを有するフローティングゲートMOSFET
を意味する。また、“プログラム”とは、選択されたメ
モリトランジスタにデータを書込むことを意味する。さ
らに、“NANDセルユニット充電”とは、NAND構
造のメモリセルを構成する各メモリトランジスタのチャ
ネルとソース及びドレインの接合キャパシタを、予め予
定された電圧に充電することを意味する。加えて、下記
の説明における“k”と“i”は、それぞれ第k番目の
列ブロックと第i番目のメモリブロックに係る部分を示
す符号として使用される。また、“j”は第j番目のワ
ード線に係る符号である。
"Memory transistor" as used herein
Is a floating gate MOSFET having a source, drain, floating gate, and control gate
Means “Program” means writing data to the selected memory transistor. Further, "charging the NAND cell unit" means charging the junction capacitor of the channel and the source and drain of each memory transistor constituting the memory cell of the NAND structure to a predetermined voltage. In addition, “k” and “i” in the following description are used as codes indicating portions related to the k-th column block and the i-th memory block, respectively. “J” is a code related to the j-th word line.

【0021】この実施例のEEPROMは、チップにC
MOS製造技術を使用して製作され、−2〜−3Vのし
きい電圧を有するデプレッション形のNチャネルMOS
トランジスタ(以下“D形トランジスタ”とする)、約
0.7Vのしきい電圧を有するエンハンスメント形のN
チャネルMOSトランジスタ(以下“Nチャネルトラン
ジスタ”とする)、そして、約−0.9Vのしきい電圧
を有するPチャネルMOSトランジスタ(以下“Pチャ
ネルトランジスタ”とする)が使用される。
The EEPROM of this embodiment has a C
Depletion type N-channel MOS fabricated using MOS fabrication technology and having a threshold voltage of -2 to -3V
Transistor (hereinafter referred to as "D-type transistor"), an enhancement N-type transistor having a threshold voltage of about 0.7V.
A channel MOS transistor (hereinafter “N-channel transistor”) and a P-channel MOS transistor having a threshold voltage of about −0.9 V (hereinafter “P-channel transistor”) are used.

【0022】図1に、この実施例のEEPROMの概略
的ブロック図を示す。また図2及び図3は、図2の下端
と図3の上端で相互に連続する図面で、図1中の第k番
目の入出力端I/Okと関連する構成要素、すなわち、
メモリセルアレイ10(図2)、入力バッファ26、出
力バッファ28、列デコーダ30、列選択回路32、ラ
ッチPBk−1〜PBk−256、センスアンプ12
(図3)、そして、メモリセルアレイ10と接続され、
ブロック選択制御回路18(図1)の一部を構成する伝
達トランジスタアレイ34−i(BT1〜BT10:図
2)についての回路例をそれぞれ示している。尚、残り
の入出力端に関連する部分も、この第k番目の入出力端
I/Okに係る構成要素と同様とされる。
FIG. 1 is a schematic block diagram of the EEPROM of this embodiment. FIGS. 2 and 3 are continuous drawings at the lower end of FIG. 2 and the upper end of FIG. 3.
Memory cell array 10 (FIG. 2), input buffer 26, output buffer 28, column decoder 30, column selection circuit 32, latches PBk-1 to PBk-256, sense amplifier 12
(FIG. 3) and connected to the memory cell array 10,
The circuit examples of the transfer transistor arrays 34-i (BT1 to BT10: FIG. 2) forming a part of the block selection control circuit 18 (FIG. 1) are shown. The remaining portion related to the input / output terminal is the same as the component related to the k-th input / output terminal I / Ok.

【0023】メモリセルアレイ10は、1,024本の
行と2,048本の列とのマトリックス形態で配列され
たNANDセルユニットNUで構成されており、行方向
に分割された1,024個のメモリブロック(行ブロッ
ク)BK1〜BK1024に分けられている。そして各
メモリブロックBKは、同じ行に配列された2,048
個のNANDセルユニットをもっている。各NANDセ
ルユニットは、第1選択トランジスタST1のソースと
第2選択トランジスタST2のドレインとの間に、ドレ
イン−ソース通路が直列に接続されているメモリトラン
ジスタM1〜M8を有している。第1、第2選択トラン
ジスタST1、ST2のゲートとメモリトランジスタM
1〜M8の制御ゲートは、ビット線BLk−1〜BLk
−256(k=1、2、…、8)に交差するように配列
された第1、第2選択線SL1、SL2とワード線WL
1〜WL8に、それぞれ対応接続されている。このよう
に、各行のメモリトランジスタ群(各群は2,048ト
ランジスタを含む)の各メモリトランジスタM1〜M8
は、ワード線WL1〜WL8とビット線BLk−1〜B
Lk−256との交差点にそれぞれ位置する。また、第
1選択トランジスタST1のドレインは対応ビット線に
それぞれ接続され、第2選択トランジスタST2のソー
スは共通ソース線CSLに接続されている。
The memory cell array 10 is composed of NAND cell units NU arranged in a matrix of 1,024 rows and 2,048 columns. Memory blocks (row blocks) BK1 to BK1024 are divided. Then, each memory block BK has 2,048 rows arranged in the same row.
It has NAND cell units. Each NAND cell unit has memory transistors M1 to M8 whose drain-source paths are connected in series between the source of the first select transistor ST1 and the drain of the second select transistor ST2. The gates of the first and second selection transistors ST1, ST2 and the memory transistor M
The control gates of 1 to M8 are bit lines BLk-1 to BLk
, 256 (k = 1, 2,..., 8) and the first and second selection lines SL1 and SL2 and the word line WL
1 to WL8, respectively. Thus, each memory transistor M1 to M8 of the memory transistor group of each row (each group includes 2,048 transistors)
Are word lines WL1 to WL8 and bit lines BLk-1 to BLk-1
It is located at each intersection with Lk-256. The drains of the first selection transistors ST1 are connected to corresponding bit lines, respectively, and the sources of the second selection transistors ST2 are connected to a common source line CSL.

【0024】つまり、メモリセルアレイ10は、全体的
に行ブロック数×NAND規模×列数=1,024×8
×2,048(=16,777,216)個のメモリセ
ルをもち、その各メモリブロックBKは8×2,048
(=16,384)個のメモリセルをもつ。さらに、こ
のメモリセルアレイ10は、入出力端I/O1〜I/O
8にそれぞれ対応する8個の列ブロックCBk(k=
1、2、…、8)に分けられ、各列ブロックCBは、列
方向に配された256本のビット線(又は列線)BLk
−1〜BLk−256を有している。したがって、各列
ブロックCBは256キロビット(=1,024×25
6)のメモリセルを有し、これは各行ブロックBK1〜
BK1024の一部分(256ビット)ずつを含む。
That is, the memory cell array 10 has a total number of row blocks × NAND scale × number of columns = 1,024 × 8
× 2,048 (= 16,777,216) memory cells, and each memory block BK is 8 × 2,048
It has (= 16,384) memory cells. Further, the memory cell array 10 has input / output terminals I / O1 to I / O
8 column blocks CBk (k = 8
, 8), and each column block CB includes 256 bit lines (or column lines) BLk arranged in the column direction.
-1 to BLk-256. Therefore, each column block CB has 256 kilobits (= 1,024 × 25).
6), which are arranged in each row block BK1
Includes a portion (256 bits) of BK1024.

【0025】図2に示すメモリセルアレイ10は、半導
体基板に形成されたP形ウェル領域に形成される。図4
及び図5に、メモリセルアレイ10を構成するNAND
セルユニットNUのうちの一つの平面図と断面図をそれ
ぞれ示す。
The memory cell array 10 shown in FIG. 2 is formed in a P-type well region formed on a semiconductor substrate. FIG.
And FIG. 5 shows a NAND constituting the memory cell array 10.
A plan view and a cross-sectional view of one of the cell units NU are shown, respectively.

【0026】半導体基板72は、<100>の結晶面と
7×1014/cm3 の不純物濃度を有するP形シリコン
半導体基板である。そして、約2×1016/cm3 の不
純物濃度を有するP形ウェル領域76が、半導体基板7
2の主表面78から約4μmの深さで形成されている。
このP形ウェル領域76は、深さが10μmで且つ不純
物濃度が約5×1015/cm3 であるN形ウェル領域7
4で囲まれている。P形ウェル領域76内には、高濃度
のN形不純物でドーピングされたN+ 領域80、82、
84、86、88、90、92が主表面78のチャネル
領域94を介して離隔されるように形成されている。N
+ 領域80は、コンタクトホール96を通じてアルミ等
の金属材料で作られたビット線BLと接続される接触領
域であり、また第1選択トランジスタST1のドレイン
領域でもある。N+ 領域82、84、86、88、90
は、選択トランジスタST1、メモリトランジスタM1
〜M8、選択トランジスタST2のうちの隣接する2個
のトランジスタの共通のソース及びドレイン領域とな
る。N+ 領域92は、第2選択トランジスタST2のソ
ース領域で、また埋込形の共通ソース線CSLともな
る。尚、共通ソース線CSLについては、N+ 領域92
とコンタクトホールを通じて抵抗接続させ、絶縁層11
2内に絶縁されるように埋込んだ導体層としてもよい。
The semiconductor substrate 72 is a P-type silicon semiconductor substrate having a <100> crystal plane and an impurity concentration of 7 × 10 14 / cm 3. A P-type well region 76 having an impurity concentration of about 2.times.10@16 / cm @ 3
The second main surface 78 is formed at a depth of about 4 μm.
This P-type well region 76 has a depth of 10 μm and an impurity concentration of about 5 × 10 15 / cm 3.
It is surrounded by four. N + regions 80, 82 doped with a high concentration of N-type impurities
84, 86, 88, 90, 92 are formed so as to be separated from each other via a channel region 94 of the main surface 78. N
+ Region 80 is a contact region connected to bit line BL made of a metal material such as aluminum through contact hole 96, and is also a drain region of first select transistor ST1. N + regions 82, 84, 86, 88, 90
Are the selection transistor ST1, the memory transistor M1
To M8, which are common source and drain regions of two adjacent transistors among the select transistors ST2. The N + region 92 is a source region of the second select transistor ST2 and also serves as a buried common source line CSL. Incidentally, the common source line CSL is
And a resistance connection through a contact hole.
2 may be a conductor layer embedded so as to be insulated.

【0027】第1、第2選択トランジスタST1、ST
2のチャネル領域の上部には、約1500Åの厚さを有
するタングステンシリサイドのような高融点の金属シリ
サイド物質のゲート層98、100が、約300Åのゲ
ート絶縁膜102を介してそれぞれ形成されている。一
方、メモリトランジスタM1〜M8のチャネル領域94
の上部には、約1500Åの厚さを有する多結晶シリコ
ン物質のフローティングゲート層104が、約100Å
の厚さを有するゲート絶縁膜106を介してそれぞれ形
成されている。さらに、このフローティングゲート層1
04の上には、約1500Åの厚さを有する高融点金属
シリサイド物質の制御ゲート層108が、約250Åの
厚さを有する中間絶縁膜110(例えばSiO2 −Si
3 N4 −SiO2 のONO絶縁膜)を介してそれぞれ形
成されている。第1、第2選択トランジスタST1、S
T2のゲート層98、100とメモリトランジスタM1
〜M8の制御ゲート層108は、これらの物質と同じ物
質で形成された第1、第2選択線SL1、SL2及びワ
ード線WL1〜WL8とそれぞれ対応させて連結されて
いる。このゲート層98、100、制御ゲート層10
8、フローティングゲート層104、第1、第2選択線
SL1、SL2、及びワード線WL1〜WL8は、BP
SGやPSG、あるいはシリコン酸化物のような絶縁物
質の絶縁層112によって互いに絶縁されている。
First and second selection transistors ST1, ST
Gate layers 98 and 100 of a metal silicide material having a high melting point, such as tungsten silicide, having a thickness of about 1500 ° are formed on the upper portion of the channel region 2 via a gate insulating film 102 of about 300 °. . On the other hand, the channel regions 94 of the memory transistors M1 to M8
A floating gate layer 104 of polycrystalline silicon material having a thickness of about 1500
Through a gate insulating film 106 having a thickness of Further, the floating gate layer 1
On top of this is a control gate layer 108 of a refractory metal silicide material having a thickness of about 1500 ° and an intermediate insulating film 110 (eg SiO 2 -Si) having a thickness of about 250 °.
3N4 -SiO2 ONO insulating film). First and second selection transistors ST1, S
T2 gate layers 98 and 100 and memory transistor M1
The control gate layers 108 to M8 are connected to the first and second selection lines SL1 and SL2 and the word lines WL1 to WL8 formed of the same material as these materials, respectively. The gate layers 98 and 100 and the control gate layer 10
8, the floating gate layer 104, the first and second selection lines SL1, SL2, and the word lines WL1 to WL8 are BP
They are insulated from each other by an insulating layer 112 of an insulating material such as SG, PSG, or silicon oxide.

【0028】コンタクトホール96を通じてN+ 領域8
0と接続されたビット線BLは、絶縁層112上で列方
向に配されている。P形ウェル領域76とN形ウェル領
域74は、コンタクトホール(図示せず)を通じてウェ
ル電極114に共に接続される。消去動作時には、この
ウェル電極114に正の消去電圧が印加され、消去動作
以外の他の動作、すなわち、プログラム、プログラム検
証、及び読出動作時には、基準電位、例えば0Vの接地
電圧が印加される。また、半導体基板72は接地されて
いる。尚、メモリセルアレイ10は、N形半導体基板に
形成されたP形ウェル領域に形成することも可能であ
る。
N + region 8 through contact hole 96
The bit lines BL connected to 0 are arranged on the insulating layer 112 in the column direction. P-type well region 76 and N-type well region 74 are connected together to well electrode 114 through a contact hole (not shown). At the time of the erasing operation, a positive erasing voltage is applied to the well electrode 114, and at the time of operations other than the erasing operation, that is, at the time of programming, program verification, and reading operation, a reference potential, for example, a ground voltage of 0 V is applied. The semiconductor substrate 72 is grounded. Note that the memory cell array 10 can be formed in a P-type well region formed in an N-type semiconductor substrate.

【0029】図1及び図2に示すブロック選択制御回路
18は、メモリブロックBK1〜BK1024の中の予
定されたメモリブロックを選択し、制御ゲート駆動回路
20から受ける制御ゲート線CGL1〜CGL8上の制
御信号を、各種動作モード、例えば消去、プログラム、
プログラム検証、及び読出モードに応じて、前記選択さ
れたメモリブロック内のワード線WL1〜WL8にそれ
ぞれ提供する。図2に、ブロック選択制御回路18の一
部分を構成する伝達トランジスタアレイ34−iを示し
ている。伝達トランジスタアレイ34−iは、ブロック
選択制御線BSCi上の制御信号に応答して、第1、第
2選択ゲート線SGLi−1、SGLi−2及び制御ゲ
ート線CGL1〜CGL8を、対応する第1、第2選択
線SL1、SL2及びワード線WL1〜WL8にそれぞ
れ連結するための伝達トランジスタBT1〜BT10で
構成されている。
The block selection control circuit 18 shown in FIGS. 1 and 2 selects a predetermined memory block from the memory blocks BK1 to BK1024 and controls the control gate lines CGL1 to CGL8 received from the control gate drive circuit 20. Signals can be sent in various operating modes, such as erase, program,
According to the program verification and read mode, the word lines are provided to the word lines WL1 to WL8 in the selected memory block, respectively. FIG. 2 shows a transfer transistor array 34-i that forms a part of the block selection control circuit 18. In response to the control signal on the block selection control line BSCi, the transfer transistor array 34-i sets the first and second selection gate lines SGLi-1, SGLi-2 and the control gate lines CGL1 to CGL8 to the corresponding first. , And transmission transistors BT1 to BT10 for connecting to the second selection lines SL1 and SL2 and the word lines WL1 to WL8, respectively.

【0030】このブロック選択制御回路18は、消去動
作で、選択されないメモリブロックBKと関連する伝達
トランジスタBTをOFFとすることによって、選択さ
れないメモリブロックBK内のワード線WLをフローテ
ィングさせる。プログラム動作では、選択されたメモリ
ブロックBK内の第2選択トランジスタST2をONと
し、ソース線駆動回路22からのプログラム防止電圧V
piを、選択されたメモリブロックBK内にあるメモリ
トランジスタM1〜M8のソース及びドレイン接合とチ
ャネルに充電させる。
The block selection control circuit 18 causes the word line WL in the unselected memory block BK to float by turning off the transfer transistor BT associated with the unselected memory block BK in the erasing operation. In the program operation, the second selection transistor ST2 in the selected memory block BK is turned ON, and the program prevention voltage V
pi is charged to the source and drain junctions and channels of the memory transistors M1 to M8 in the selected memory block BK.

【0031】図6には、図2に示す伝達トランジスタア
レイ34−iをもつブロック選択制御回路18の回路例
を示す。例えば、i=2の場合、図6の選択ゲート線S
GL2−1、SGL2−2及びブロック選択制御線BS
C2は、図2に示す第2メモリブロックBK2と関連す
る伝達トランジスタアレイ34−2の選択ゲート線SG
L2−1、SGL2−2及びブロック選択制御線BSC
2にそれぞれ接続される。したがって、各メモリブロッ
クBK1〜BK1024に対応する図6に示すブロック
選択制御回路18が、EEPROMのチップ基板に周辺
回路として存在することになる。
FIG. 6 shows a circuit example of the block selection control circuit 18 having the transfer transistor array 34-i shown in FIG. For example, when i = 2, the selection gate line S in FIG.
GL2-1, SGL2-2, and block selection control line BS
C2 is a select gate line SG of the transfer transistor array 34-2 associated with the second memory block BK2 shown in FIG.
L2-1, SGL2-2 and block selection control line BSC
2 respectively. Therefore, the block selection control circuit 18 shown in FIG. 6 corresponding to each of the memory blocks BK1 to BK1024 exists as a peripheral circuit on the chip substrate of the EEPROM.

【0032】図6に示すNANDゲートを用いた行デコ
ーダ120は、プリデコードされた行アドレス信号P
l、Ql、Rlと制御信号バーXdを入力としている。
行アドレス信号Pl、Ql、Rlは、外部アドレス入力
端からの行アドレスa11〜a20をラッチし貯蔵するアド
レスバッファ(図示を省略)からの行アドレス信号A1
1、バーA11〜A20、バーA20を、プリデコーダを通じ
てプリデコードすることで発生される信号である。そし
て、行デコーダ120は、選択時に0Vの論理“ロウ”
の状態(“L”状態又は“L”レベルとする)を出力
し、選択されないときには5Vの論理“ハイ”の状態
(“H”状態又は“H”レベルとする)を信号線122
に出力する。
Row decoder 120 using a NAND gate shown in FIG.
1, Q1, R1 and a control signal Xd are input.
The row address signals Pl, Ql and Rl are used as row address signals A1 from an address buffer (not shown) for latching and storing the row addresses a11 to a20 from the external address input terminals.
1. Signals generated by pre-decoding bars A11 to A20 and bar A20 through a predecoder. Then, the row decoder 120 selects 0 V logic “low” at the time of selection.
(“L” level or “L” level), and when not selected, the 5 V logic “high” state (“H” state or “H” level) is output from the signal line 122.
Output to

【0033】NANDゲート124の一方の入力端と、
この信号線122とが接続され、また、該NANDゲー
ト124の他方の入力端は制御信号バーBLKを受ける
ようにされている。この制御信号バーBLKは、後述の
ように、各動作の前又は後にワード線WL1〜WL8を
0Vの基準電位に設定するための信号である。NAND
ゲート124の出力は第1選択ゲート線SGLi−1に
送られると共に、高電圧伝達防止用のD形トランジスタ
126の電流通路、すなわちチャネルを通じてブロック
選択制御線BSCiに送られる。このD形トランジスタ
126のゲートは、プログラム動作で“L”状態を維持
するプログラム制御信号バーPGMを受けるようになっ
ており、また、ブロック選択制御線BSCiにはチャー
ジポンプ回路128が接続されている。このチャージポ
ンプ回路128は、プログラム動作時に、クロック信号
φR によるポンピング動作で、選択されたブロック選択
制御線BSCiにプログラム電圧Vpgmを提供する。
このようなチャージポンプ回路128には、Nチャネル
トランジスタ130、132とMOSキャパシタ134
とから構成される公知の回路が用いられている。
One input terminal of the NAND gate 124;
This signal line 122 is connected, and the other input terminal of the NAND gate 124 receives a control signal / BLK. The control signal BLK is a signal for setting the word lines WL1 to WL8 to a reference potential of 0 V before or after each operation, as described later. NAND
The output of the gate 124 is sent to the first selection gate line SGLi-1 and is sent to the block selection control line BSCi through the current path of the D-type transistor 126 for preventing high voltage transmission, that is, the channel. The gate of this D-type transistor 126 receives a program control signal PGM that maintains the "L" state in the program operation, and a charge pump circuit 128 is connected to the block selection control line BSCi. . The charge pump circuit 128 supplies a program voltage Vpgm to the selected block selection control line BSCi by a pumping operation using a clock signal φR during a program operation.
Such a charge pump circuit 128 includes N-channel transistors 130 and 132 and a MOS capacitor 134
A known circuit composed of the following is used.

【0034】NANDゲート136の一方の入力端は消
去制御信号バーERAを受けるようにされ、他方の入力
端は前記信号線122と連結される。NANDゲート1
36の出力線と接続点146との間には、Nチャネルト
ランジスタ140とPチャネルトランジスタ142とか
ら構成された伝達ゲート148が設けられている。Nチ
ャネルトランジスタ140のゲートは制御信号φ6 を受
けるようにされており、また、Pチャネルトランジスタ
142のゲートはインバータ138を介して制御信号φ
6 を受けるようにされている。前記接続点146と基準
電位端との間にNチャネルトランジスタ144の電流通
路が形成され、そのゲートは制御信号φ7 を受けるよう
になっている。さらに、接続点146と第2選択ゲート
線SGLi−2との間に、高電圧伝達防止用のD形トラ
ンジスタ150のソース−ドレイン通路が接続され、そ
のゲートは制御信号バーWEを受けるようにされてい
る。第2選択ゲート線SGLi−2には、前述のチャー
ジポンプ回路128とほぼ同様のチャージポンプ回路1
52が接続される。このチャージポンプ回路152が、
プログラム動作中に、選択された第2選択ゲート線SG
Li−2にパス電圧Vpasを提供する。
One input terminal of the NAND gate 136 receives the erase control signal / ERA, and the other input terminal is connected to the signal line 122. NAND gate 1
A transmission gate 148 including an N-channel transistor 140 and a P-channel transistor 142 is provided between the output line 36 and the connection point 146. The gate of N-channel transistor 140 receives control signal φ 6, and the gate of P-channel transistor 142 receives control signal φ via inverter 138.
6 A current path of the N-channel transistor 144 is formed between the connection point 146 and the reference potential terminal, and its gate receives a control signal φ7. Further, between the connection point 146 and the second selection gate line SGLi-2, the source-drain path of the D-type transistor 150 for preventing high voltage transmission is connected, and its gate receives the control signal / WE. ing. The second selection gate line SGLi-2 has a charge pump circuit 1 substantially similar to the charge pump circuit 128 described above.
52 are connected. This charge pump circuit 152
During the program operation, the selected second selection gate line SG
The pass voltage Vpas is provided to Li-2.

【0035】図11に、図6に示された制御信号φ6 、
φ7 を発生するための回路の構成例を示す。消去動作モ
ードで制御信号φ6 、φ7 は共に“L”状態となり、後
述するNANDセルユニット充電動作で制御信号φ6 、
φ7 はそれぞれ“H”状態、“L”状態、プログラム動
作で制御信号φ6 、φ7 はそれぞれ“L”状態、“H”
状態、そして、プログラム検証及び読出動作で制御信号
φ6 、φ7 は“H”状態、“L”状態となる。
FIG. 11 shows the control signal φ6 shown in FIG.
An example of the circuit configuration for generating φ7 is shown. In the erase operation mode, the control signals φ6 and φ7 are both in the “L” state.
φ7 is an “H” state and an “L” state, respectively, and control signals φ6 and φ7 are “L” state and “H” in a program operation, respectively.
The state, and the control signals φ6 and φ7 become “H” state and “L” state in the program verification and read operation.

【0036】図7に、各ワード線WL1〜WL8と伝達
トランジスタアレイ34−iを介して接続される制御ゲ
ート駆動回路20の8個のうちの一つ、すなわちj番目
の制御ゲート駆動回路の回路例を示す。チップ面積の縮
小という観点からすると、この制御ゲート駆動回路20
は、各種動作モードに従って選択されるメモリブロック
BKのワード線WLを駆動するように、チップの周辺回
路に共通に提供されることが望ましい。
FIG. 7 shows one of the eight control gate drive circuits 20 connected to each of the word lines WL1 to WL8 via the transfer transistor array 34-i, that is, the circuit of the j-th control gate drive circuit. Here is an example. From the viewpoint of reducing the chip area, this control gate drive circuit 20
Is preferably provided commonly to the peripheral circuits of the chip so as to drive the word lines WL of the memory block BK selected according to various operation modes.

【0037】NANDゲートを用いた行デコーダ154
は、アドレスバッファ(図示を省略)からの行アドレス
信号A8 /バーA8 、A9 /バーA9 、及びA10/バー
A10を入力とする。そして、行デコーダ154は、制御
ゲート線CGLjの選択時に“L”状態を出力し、選択
されないときには“H”状態を出力する。この行デコー
ダ154の出力はNORゲート173の一方の入力とさ
れ、該NORゲート173の他方の入力端には制御信号
バーPVFが入力される。NORゲート173の出力信
号φV と、これをインバータ174を介して反転させた
反転信号バーφV とが、3ステートロジック(tri -sta
te)のNANDゲート158(詳細は図10)と検証電
圧発生回路164とを制御する。
Row decoder 154 using NAND gate
Inputs row address signals A8 / A8, A9 / A9, and A10 / A10 from an address buffer (not shown). Row decoder 154 outputs an “L” state when control gate line CGLj is selected, and outputs an “H” state when not selected. The output of row decoder 154 is used as one input of NOR gate 173, and control signal PVF is input to the other input terminal of NOR gate 173. An output signal .phi.V of the NOR gate 173 and an inverted signal .phi.V obtained by inverting the output signal .phi.
te) controls the NAND gate 158 (see FIG. 10 for details) and the verification voltage generation circuit 164.

【0038】制御信号バーPVFは、プログラム検証動
作でのみ“L”レベルを維持し、プログラム検証動作以
外では“H”レベルとなる。制御信号バーPVFが
“H”レベルの場合、行デコーダ154の出力に関係な
く、信号φV は“L”状態で、その反転信号バーφV は
“H”状態となる。そして、プログラム検証動作におい
て、制御ゲート線CGLjが選択される場合には、信号
φV が“H”状態で、その反転信号バーφV が“L”状
態となる。一方、制御ゲート線CGLjが選択されない
場合には、信号φV が“L”状態で、その反転信号バー
φV が“H”状態となる。
The control signal PVF is maintained at "L" level only during the program verification operation, and becomes "H" level except during the program verification operation. When control signal PVF is at the "H" level, signal .phi.V is at the "L" state and inverted signal .phi.V is at the "H" state regardless of the output of row decoder 154. When the control gate line CGLj is selected in the program verifying operation, the signal φV is in the “H” state, and the inverted signal φV is in the “L” state. On the other hand, when control gate line CGLj is not selected, signal .phi.V is in the "L" state and inverted signal .phi.V is in the "H" state.

【0039】NANDゲート156は、行デコーダ15
4の出力、制御信号バーDS、及び消去制御信号バーE
RAを入力とする。このNANDゲート156の出力線
160がNANDゲート158の一方の入力端と接続さ
れている。そして、NANDゲート158の他方の入力
端は、プログラム制御信号バーPGMを受けるようにな
っている。図10に、このような3ステートロジックの
NANDゲート158の回路例を示す。同図に示すNA
NDゲート158は、信号φV が“L”状態で、その反
転信号バーφV が“H”状態であるときに出力可能とさ
れる。一方、信号φV が“H”状態で、その反転信号バ
ーφV が“L”状態であるときには高インピーダンスと
なる。つまり、プログラム検証動作で制御ゲート線CG
Ljが選択される場合にのみ、NANDゲート158は
高インピーダンス(出力点フローティング)の状態にな
る。このNANDゲート158の出力は接続点162に
送られる。接続点162には、検証電圧発生回路164
が接続されている。
The NAND gate 156 is connected to the row decoder 15
4, the control signal bar DS and the erase control signal bar E
RA is input. The output line 160 of the NAND gate 156 is connected to one input terminal of the NAND gate 158. The other input terminal of the NAND gate 158 receives the program control signal PGM. FIG. 10 shows a circuit example of such a three-state logic NAND gate 158. NA shown in the figure
ND gate 158 is enabled to output when signal .phi.V is at "L" state and inverted signal .phi.V is at "H" state. On the other hand, when the signal φV is in the “H” state and the inverted signal φV is in the “L” state, the impedance becomes high. That is, the control gate line CG is
Only when Lj is selected, NAND gate 158 goes into a high impedance (output point floating) state. The output of NAND gate 158 is sent to node 162. The connection point 162 has a verification voltage generation circuit 164
Is connected.

【0040】検証電圧発生回路164は、電源供給電圧
Vcc端と基準電位端との間に電流通路が直列に接続さ
れたPチャネルトランジスタ166、Nチャネルトラン
ジスタ168、170、172から構成されている。P
チャネルトランジスタ166のゲートはチップエネーブ
ル信号バーCEを受け、Nチャネルトランジスタ16
8、170のゲートはNORゲート173の出力信号φ
V を受けるようにされている。Nチャネルトランジスタ
172はドレインとゲートを接続した構造とされ、ま
た、Nチャネルトランジスタ168のソースとNチャネ
ルトランジスタ170のドレインとが、接続点162に
接続されている。このような構成の検証電圧発生回路1
64は、プログラム検証動作でのみ“H”状態の信号φ
V により接続点162へつながり、検証電圧、例えば約
0.8Vを接続点162に発生する。この接続点162
と制御ゲート線CGLjとの間には、高電圧伝達防止用
のD形トランジスタ176のソース−ドレイン通路が設
けられており、そのゲートにはプログラム制御信号バー
PGMが入力される。
The verification voltage generation circuit 164 includes a P-channel transistor 166 and N-channel transistors 168, 170 and 172 whose current paths are connected in series between the power supply voltage Vcc terminal and the reference potential terminal. P
The gate of the channel transistor 166 receives the chip enable signal / CE,
8 and 170 are output signals φ of NOR gate 173.
V. The N-channel transistor 172 has a structure in which a drain and a gate are connected, and a source of the N-channel transistor 168 and a drain of the N-channel transistor 170 are connected to a connection point 162. Verification voltage generating circuit 1 having such a configuration
64 is a signal φ of “H” state only in the program verification operation.
V connects to the connection point 162 to generate a verification voltage, for example, about 0.8 V at the connection point 162. This connection point 162
Between source and control gate line CGLj, there is provided a source-drain path of D-type transistor 176 for preventing high voltage transmission, and a gate thereof receives program control signal PGM.

【0041】図7中の上部に示すNANDゲート178
の2つの入力端は、NANDゲート156の出力とリン
グ発振器(図示を省略)からのクロック信号φR とをそ
れぞれ受けている。このNANDゲート178の出力端
と駆動Nチャネルトランジスタ182のゲートとの間
に、上述のものとほぼ同様のチャージポンプ回路180
が設けられている。駆動Nチャネルトランジスタ182
のドレインはプログラム電圧Vpgmを受け、ソースは
制御ゲート線CGLjに連結されている。インバータ1
90はプログラム制御信号バーPGMを入力としてお
り、このインバータ190の出力端と前記駆動Nチャネ
ルトランジスタ182のゲートとの間に、高電圧伝達防
止用のD形トランジスタ192の電流通路が設けられて
いる。このD形トランジスタ192のゲートにはプログ
ラム制御信号バーPGMが入力されている。後述するよ
うに、NANDゲート178、チャージポンプ回路18
0、及び駆動Nチャネルトランジスタ182で構成され
る回路196は、プログラムモードで制御ゲート線CG
Ljが行アドレス信号A8 /バーA8 、A9 /バーA
9、及びA10/バーA10によって選択された場合に、制
御ゲート線CGLjにプログラム電圧Vpgmを供給す
るための手段である。
The NAND gate 178 shown in the upper part of FIG.
Receive the output of the NAND gate 156 and a clock signal φR from a ring oscillator (not shown). A charge pump circuit 180 substantially similar to that described above is provided between the output terminal of the NAND gate 178 and the gate of the driving N-channel transistor 182.
Is provided. Driving N-channel transistor 182
Has a program voltage Vpgm and a source connected to the control gate line CGLj. Inverter 1
Reference numeral 90 designates a program control signal PGM as an input. A current path of a D-type transistor 192 for preventing high voltage transmission is provided between the output terminal of the inverter 190 and the gate of the driving N-channel transistor 182. . A program control signal PGM is input to the gate of the D-type transistor 192. As described later, the NAND gate 178 and the charge pump circuit 18
0 and a driving N-channel transistor 182 are connected to the control gate line CG in the program mode.
Lj is the row address signal A8 / bar A8, A9 / bar A
9 and means for supplying the program voltage Vpgm to the control gate line CGLj when selected by A10 / bar A10.

【0042】図7中の下部に示すNORゲート188の
2つの入力端は、NANDゲート156の出力と前記ク
ロック信号φR をそれぞれ受けている。このNORゲー
ト188の出力端と駆動Nチャネルトランジスタ184
のゲートとの間に、上述のものとほぼ同様のチャージポ
ンプ回路186が設けられている。駆動Nチャネルトラ
ンジスタ184のドレインはパス電圧Vpasを受け、
ソースは制御ゲート線CGLjに連結されている。前述
のインバータ190とD形トランジスタ192との間の
接続点202と、駆動Nチャネルトランジスタ184の
ゲートとの間に高電圧伝達防止用のD形トランジスタ1
94の電流通路が接続されており、このD形トランジス
タ194のゲートはプログラム制御信号バーPGMを受
けるようにされている。後述するように、NORゲート
188、チャージポンプ回路186、及び駆動Nチャネ
ルトランジスタ184で構成される回路200は、プロ
グラムモードで制御ゲート線CGLjが行アドレス信号
A8 /バーA8 、A9 /バーA9 、及びA10/バーA10
によって選択されない場合に、制御ゲート線CGLjに
パス電圧Vpasを供給する手段である。
Two input terminals of a NOR gate 188 shown in the lower part of FIG. 7 receive the output of the NAND gate 156 and the clock signal φR, respectively. The output terminal of the NOR gate 188 and the driving N-channel transistor 184
And a charge pump circuit 186 substantially similar to that described above. The drain of the driving N-channel transistor 184 receives the pass voltage Vpas,
The source is connected to the control gate line CGLj. The D-type transistor 1 for preventing high voltage transmission is connected between the connection point 202 between the inverter 190 and the D-type transistor 192 and the gate of the driving N-channel transistor 184.
The current path 94 is connected, and the gate of the D-type transistor 194 receives the program control signal PGM. As will be described later, the circuit 200 including the NOR gate 188, the charge pump circuit 186, and the driving N-channel transistor 184 has the control gate line CGLj in the program mode in which the row address signals A8 / A8, A9 / A9, and A10 / Bar A10
Is a means for supplying the pass voltage Vpas to the control gate line CGLj when not selected.

【0043】図8に、図2に示した共通ソース線CSL
に共通に接続されるソース線駆動回路22の構成例を示
す。ソース線駆動回路22は、入力端にプログラム制御
信号バーPGMを受けるインバータ204と、このイン
バータ204の出力端と共通ソース線CSLとの間に電
流通路が設けられ、ゲートがプログラム制御信号バーP
GMを受けるようにされたD形トランジスタ206と、
共通ソース線CSLに接続されたチャージポンプ回路2
08と、から構成されている。チャージポンプ回路20
8は、プログラムモードで共通ソース線CSLをプログ
ラム防止電圧Vpiに昇圧するものである。
FIG. 8 shows a common source line CSL shown in FIG.
1 shows a configuration example of a source line driving circuit 22 commonly connected to the first and second embodiments. The source line drive circuit 22 includes an inverter 204 having an input terminal receiving the program control signal PGM, a current path provided between the output terminal of the inverter 204 and the common source line CSL, and a gate connected to the program control signal bar PGM.
A D-type transistor 206 adapted to receive GM;
Charge pump circuit 2 connected to common source line CSL
08. Charge pump circuit 20
Numeral 8 is for boosting the common source line CSL to the program prevention voltage Vpi in the program mode.

【0044】図1に示す入出力バッファ16は、各入出
力端に接続される入力バッファ26と出力バッファ28
とから構成される(図3参照)。入出力端I/O1〜I
/O8にそれぞれ接続された入力バッファ26は、入出
力端I/O1〜I/O8から入力される1バイトのデー
タ(8ビットデータ)をCMOSレベルのデータに変換
し、一時貯蔵する働きをもつ通常の回路である。また、
出力バッファ28は、対応する列ブロックCBから読出
された8ビットデータを入出力端I/O1〜I/O8に
一度に出力する通常の回路である。
The input / output buffer 16 shown in FIG. 1 includes an input buffer 26 and an output buffer 28 connected to each input / output terminal.
(See FIG. 3). Input / output terminals I / O1 to I
Input buffers 26 connected to / O8 respectively convert 1-byte data (8-bit data) input from input / output terminals I / O1 to I / O8 into CMOS level data and temporarily store them. This is a normal circuit. Also,
Output buffer 28 is a normal circuit that outputs 8-bit data read from corresponding column block CB to input / output terminals I / O1 to I / O8 at a time.

【0045】列デコーダ及び選択回路14は、図3に示
すように、列デコーダ30と列選択回路32とから構成
されている。各列ブロックCBと関連する選択回路32
は、ソース−ドレイン通路が共通バス線CBLkとデー
タ線DLk−1〜DLk−256との間にそれぞれ接続
された伝達トランジスタT1〜T256で構成される。
これら伝達トランジスタT1〜T256の各ゲートは、
列デコーダ30から相互に平行に配された信号線TL1
〜TL256にそれぞれ接続されている。列デコーダ3
0は、アドレスバッファ(図示を省略)からの列アドレ
ス信号に応答して前記信号線TL1〜TL256のうち
のいずれか一つを選択し、選択された信号線TLに接続
された伝達トランジスタTをONとする。
The column decoder and selection circuit 14 comprises a column decoder 30 and a column selection circuit 32, as shown in FIG. Selection circuit 32 associated with each column block CB
Comprises transmission transistors T1 to T256 whose source-drain paths are connected between the common bus line CBLk and the data lines DLk-1 to DLk-256, respectively.
Each gate of these transmission transistors T1 to T256 is
The signal lines TL1 arranged in parallel with each other from the column decoder 30
To TL256. Column decoder 3
0 selects one of the signal lines TL1 to TL256 in response to a column address signal from an address buffer (not shown), and sets the transmission transistor T connected to the selected signal line TL to Set to ON.

【0046】データレジスタ及びセンスアンプ12は、
図3に示すように、対応する列ブロックCBに関連する
ビット線BLk−1〜BLk−256とデータ線DLk
−1〜DLk−256との間に設けられる。ビット線B
Lk−1〜BLk−256と接続点36との間にはD形
トランジスタ38、40のドレイン−ソース通路が直列
で接続されている。D形トランジスタ38のゲートには
電源供給電圧Vccが入力されており、このD形トラン
ジスタ38は、ブロック消去動作においてビット線BL
k−1〜BLk−256に誘導される高電圧の伝達を防
止する。D形トランジスタ40のゲートは、プログラム
中に5Vの“H”状態に維持される制御信号φ1 を受け
るようにされている。また、接続点36と接続点42と
の間にはNチャネルトランジスタ44のドレイン−ソー
ス通路がそれぞれ設けられている。このNチャネルトラ
ンジスタ44のゲートは、プログラム中に“H”状態と
なる制御線SBLに連結されている。
The data register and sense amplifier 12
As shown in FIG. 3, bit lines BLk-1 to BLk-256 and data line DLk associated with a corresponding column block CB.
-1 to DLk-256. Bit line B
The drain-source paths of the D-type transistors 38 and 40 are connected in series between Lk-1 to BLk-256 and the connection point 36. The power supply voltage Vcc is input to the gate of the D-type transistor 38. The D-type transistor 38 is connected to the bit line BL in the block erase operation.
The transmission of high voltage induced in k-1 to BLk-256 is prevented. The gate of the D-type transistor 40 is adapted to receive a control signal φ1 which is maintained at a 5V "H" state during programming. Further, a drain-source path of the N-channel transistor 44 is provided between the connection point 36 and the connection point 42. The gate of the N-channel transistor 44 is connected to a control line SBL which is turned to “H” during programming.

【0047】さらに、接続点42と接続点46との間
に、ページバッファとも呼ばれるデータレジスタを構成
するラッチPBk−1〜PBk−256がそれぞれ設け
られている。これら各ラッチPBk−1〜PBk−25
6は、互いに逆向きに並列接続された2つのインバータ
で構成される。このラッチPBk−1〜PBk−256
は、プログラム動作で、各対応するビット線BLk−1
〜BLk−256を通じて一度にメモリセルに書込める
ようにデータを一時貯蔵するためのページバッファとし
てだけではなく、プログラム検証動作で、プログラムが
正確に行われたかどうかを判断するための検証検出器と
して、そして読出動作で、メモリセルから読出されたビ
ット線BL上のデータを感知・増幅するための感知増幅
器としても機能する。
Further, between the connection point 42 and the connection point 46, latches PBk-1 to PBk-256 constituting a data register also called a page buffer are provided, respectively. These latches PBk-1 to PBk-25
6 comprises two inverters connected in parallel in opposite directions. These latches PBk-1 to PBk-256
Is a program operation, and each corresponding bit line BLk-1
Not only as a page buffer for temporarily storing data so that data can be written to a memory cell at a time through BLk-256, but also as a verification detector for determining whether or not a program has been correctly performed in a program verification operation. In the read operation, it also functions as a sense amplifier for sensing and amplifying data on the bit line BL read from the memory cell.

【0048】前記各接続点42と、これに対応する各デ
ータ線DLk−1〜DLk−256との間には、3ステ
ートロジックのインバータ48とNチャネルトランジス
タ49とが並列に接続されている。クロック制御(cloc
ked )CMOSインバータとも呼ばれる3ステートロジ
ックのインバータ48は、制御信号φ4 の“H”状態に
よって出力可能となり、“L”状態によって高インピー
ダンスとなる。この各インバータ48は、プログラム検
証動作及び読出動作で出力可能となるバッファ増幅器と
して機能する。一方、ゲートに制御信号φ5 を受けるN
チャネルトランジスタ49は、プログラム動作で、入力
データを対応するラッチPBk−1〜PBk−256に
伝達するための伝達トランジスタである。尚、本実施例
で使用されるインバータ48の構成例を図9に示してい
る。
A three-state logic inverter 48 and an N-channel transistor 49 are connected in parallel between each connection point 42 and each of the corresponding data lines DLk-1 to DLk-256. Clock control (cloc
ked) The three-state logic inverter 48, also called a CMOS inverter, can be output by the "H" state of the control signal φ4, and has a high impedance by the "L" state. Each of the inverters 48 functions as a buffer amplifier that can be output in a program verification operation and a read operation. On the other hand, N receives the control signal φ5 at the gate.
Channel transistor 49 is a transmission transistor for transmitting input data to corresponding latches PBk-1 to PBk-256 in a program operation. FIG. 9 shows a configuration example of the inverter 48 used in this embodiment.

【0049】前記各接続点46と基準電位端との間に
は、Nチャネルトランジスタ50、52の電流通路が直
列で接続されている。Nチャネルトランジスタ52のゲ
ートは、プログラム検証モードにおける検証感知期間及
び読出動作における読出感知期間中に“H”状態となる
制御信号φ2 を受けている。また、Nチャネルトランジ
スタ50のゲートは接続点36にそれぞれ接続され、こ
の接続点36と基準電位端との間に、Nチャネルトラン
ジスタ37のドレイン−ソース通路がそれぞれ設けられ
ている。Nチャネルトランジスタ37のゲートは、消去
及びプログラム動作の終了後にビット線BLを放電さ
せ、読出動作の直前にデータレジスタを“L”状態、例
えばデータ“0”にリセットするための制御信号が印加
される信号線DCBに共通に接続されている。
The current paths of the N-channel transistors 50 and 52 are connected in series between the connection points 46 and the reference potential terminal. The gate of the N-channel transistor 52 receives the control signal φ2 which is set to the “H” state during the verify sensing period in the program verify mode and the read sensing period in the read operation. The gates of the N-channel transistors 50 are respectively connected to the connection points 36, and the drain-source paths of the N-channel transistors 37 are provided between the connection points 36 and the reference potential terminals. A control signal is applied to the gate of the N-channel transistor 37 to discharge the bit line BL after the end of the erase and program operations, and to reset the data register to an “L” state, for example, data “0”, immediately before the read operation. Connected to the common signal line DCB.

【0050】この例のデータレジスタ及びセンスアンプ
12は、カレントミラーとも呼ばれる定電流回路33を
備えている。この定電流回路33は、プログラム検証及
び読出動作でエネーブルされ、消去及びプログラム動作
でディスエーブルされる基準部64と、Nチャネルトラ
ンジスタ50のゲートと電源供給電圧Vcc端との間に
ドレイン−ソース通路がそれぞれ接続されたPチャネル
の電流源トランジスタ54で構成された電流源部66
と、を有している。前記基準部64は、電流源トランジ
スタ54のための基準(reference )として機能するも
ので、Pチャネルトランジスタ56、58とNチャネル
トランジスタ60、62とを用いて構成されている。P
チャネルトランジスタ56、58のソース−ドレイン通
路は、電源供給電圧Vcc端と信号線68との間に並列
接続されており、また、Pチャネルトランジスタ58の
ゲートは信号線68に接続されている。信号線68と基
準電位端との間には、Nチャネルトランジスタ60、6
2のドレイン−ソース通路が直列に接続されている。N
チャネルトランジスタ60のゲートは、基準電圧Vre
f(例えば約2V)を受けている。そして、Pチャネル
トランジスタ56とNチャネルトランジスタ62の各ゲ
ートに制御信号φ3 が入力され、また、前記電流源トラ
ンジスタ54のゲートが信号線68に接続されている。
The data register and the sense amplifier 12 of this example include a constant current circuit 33 called a current mirror. The constant current circuit 33 has a drain-source path between the reference portion 64 which is enabled in the program verify and read operations and disabled in the erase and program operations, and the gate of the N-channel transistor 50 and the power supply voltage Vcc terminal. , A current source unit 66 composed of a P-channel current source transistor 54 connected to each other.
And The reference section 64 functions as a reference for the current source transistor 54, and includes P-channel transistors 56 and 58 and N-channel transistors 60 and 62. P
The source-drain paths of the channel transistors 56 and 58 are connected in parallel between the power supply voltage Vcc terminal and the signal line 68, and the gate of the P-channel transistor 58 is connected to the signal line 68. N-channel transistors 60 and 6 are connected between the signal line 68 and the reference potential terminal.
Two drain-source paths are connected in series. N
The gate of the channel transistor 60 is connected to the reference voltage Vre
f (for example, about 2 V). The control signal φ3 is input to each gate of the P-channel transistor 56 and the N-channel transistor 62, and the gate of the current source transistor 54 is connected to the signal line 68.

【0051】このような構成の定電流回路33は、プロ
グラム検証動作及び読出動作において、制御信号φ3 に
従ってエネーブルされる基準部64に接続された電流源
トランジスタ54により、ビット線BLk−1〜BLk
−256に定電流(例えば約4μA)を提供する。
In the constant current circuit 33 having such a configuration, in the program verifying operation and the reading operation, the bit lines BLk-1 to BLk are connected by the current source transistor 54 connected to the reference portion 64 enabled according to the control signal φ3.
-256 provides a constant current (eg, about 4 μA).

【0052】図1に示すプログラム判断回路24は、プ
ログラム検証動作において、プログラムされたメモリト
ランジスタの全部が所望のしきい電圧とされたかどうか
を判断するもので、図3に示すデータ線DLk−1〜D
Lk−256にそれぞれ接続された信号線群70を通じ
て接続されるようになっている。
The program judging circuit 24 shown in FIG. 1 judges whether or not all of the programmed memory transistors have a desired threshold voltage in the program verifying operation. The data judging circuit 24 shown in FIG. ~ D
Lk-256 are connected through signal line groups 70 respectively connected thereto.

【0053】このプログラム判断回路24の回路例を図
12及び図13に示す。図12に示す回路は、第k番目
の列ブロックCBkと関連するプログラム判断回路24
の一部分を代表的に示したもので、このような回路が8
個、列ブロックCBの一つ一つに対応させて1チップの
EEPROMに周辺回路として提供される。図13に示
す回路236は、図12に示す回路の出力信号FP1〜
FP8のうちのいずれか一つでも“L”レベルであれば
“L”レベルを出力する論理積回路である。
FIGS. 12 and 13 show circuit examples of the program judging circuit 24. FIG. The circuit shown in FIG. 12 includes a program decision circuit 24 associated with the k-th column block CBk.
Is a representative example of such a circuit.
Each one of the column blocks CB is provided as a peripheral circuit in a one-chip EEPROM. The circuit 236 shown in FIG. 13 includes output signals FP1 to FP1 of the circuit shown in FIG.
This is an AND circuit that outputs an “L” level if any one of the FPs 8 is at the “L” level.

【0054】図12に示すように、信号線210と基準
電位端との間に並列接続されたNチャネルトランジスタ
212、214、…、216の各ゲートは、図3に示す
信号線群70とそれぞれ接続されている。そして、電源
供給電圧Vccと信号線210との間に、Pチャネルト
ランジスタ218とD形トランジスタ220の電流通路
が直列に接続されている。Pチャネルトランジスタ21
8のゲートは、プログラム検証動作時に“L”状態とな
る制御信号バーSUPを受け、また、D形トランジスタ
220のゲートは信号線210に接続されている。これ
らNチャネルトランジスタ212、214、…、21
6、Pチャネルトランジスタ218、及びD形トランジ
スタ220が、NORゲート234を構成している。一
方、NORゲート222の2つの入力端のうち一方は信
号線210に接続され、他方は、検証チェック時にのみ
“L”状態となる制御信号バーSFPを受けるようにな
っている。インバータ224の入力端はNORゲート2
22の出力端と連結されており、その出力が信号FPk
となる。
As shown in FIG. 12, the gates of N-channel transistors 212, 214,... It is connected. The current paths of the P-channel transistor 218 and the D-type transistor 220 are connected in series between the power supply voltage Vcc and the signal line 210. P-channel transistor 21
The gate of 8 receives the control signal SUP which is set to the “L” state at the time of the program verification operation, and the gate of the D-type transistor 220 is connected to the signal line 210. These N-channel transistors 212, 214,.
6, the P-channel transistor 218 and the D-type transistor 220 constitute the NOR gate 234. On the other hand, one of the two input terminals of the NOR gate 222 is connected to the signal line 210, and the other receives the control signal / SFP which becomes "L" only at the time of the verification check. The input terminal of the inverter 224 is the NOR gate 2
22 and the output of which is the signal FPk
Becomes

【0055】図13に示す論理積回路236は、信号F
P1〜FP4を入力とするNANDゲート226、信号
FP5〜FP8を入力とするNANDゲート228、そ
して、これらNANDゲート226、228の各出力を
受けるNORゲート230で構成される。
The AND circuit 236 shown in FIG.
It comprises a NAND gate 226 having P1 to FP4 as inputs, a NAND gate 228 having signals FP5 to FP8 as inputs, and a NOR gate 230 receiving each output of these NAND gates 226, 228.

【0056】次に、図14〜図16に示すタイミング図
を参照して、この実施例(図1〜図13)の動作と特徴
を詳細に説明する。
Next, the operation and features of this embodiment (FIGS. 1 to 13) will be described in detail with reference to timing charts shown in FIGS.

【0057】ブロック消去モード Block erase mode

【0058】フロック消去モードにおいて、データレジ
スタ及びセンスアンプ12、列デコーダ及び選択回路1
4、入出力バッファ16、及びプログラム判断回路24
は、すべてOFFの状態にある。より詳細に説明すれ
ば、図3に示す列デコーダ30はリセットされ、伝達ト
ランジスタT1〜T256をOFFとする。制御信号φ
1 〜φ5 と信号線DCB、SBL上の信号とが全部
“L”状態に維持され、データレジスタ及びセンスアン
プ12はOFFの状態になる。図12に示す制御信号バ
ーSUPは“H”状態にあり、プログラム判断回路24
もOFFの状態になる。図8に示すソース線駆動回路2
2は、“H”状態のプログラム制御信号バーPGMによ
り、共通ソース線CSLに“L”状態、すなわち0Vの
基準電位を提供する。
In the block erase mode, the data register and sense amplifier 12, column decoder and selection circuit 1
4, input / output buffer 16, and program determination circuit 24
Are all in the OFF state. More specifically, the column decoder 30 shown in FIG. 3 is reset, and turns off the transfer transistors T1 to T256. Control signal φ
1 to φ5 and the signals on the signal lines DCB and SBL are all maintained in the "L" state, and the data register and the sense amplifier 12 are turned off. The control signal SUP shown in FIG.
Is also turned off. Source line drive circuit 2 shown in FIG.
2 provides an "L" state, that is, a reference potential of 0 V to the common source line CSL by a program control signal PGM in an "H" state.

【0059】メモリブロックBK1内のメモリトランジ
スタM1〜M8に記憶されたデータを同時に消去すると
仮定し、図14のタイミング図を参照して説明する。
It is assumed that data stored in the memory transistors M1 to M8 in the memory block BK1 are simultaneously erased, and the operation will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0060】t1 からt2 までの期間は、全てのワード
線WL1〜WL8を基準電位に放電する期間である。こ
の期間において、図6に示すNANDゲート124が
“L”状態の制御信号バーBLKにより“H”レベルを
出力すると共に、D形トランジスタ126が、“H”状
態のプログラム制御信号バーPGMによってONの状態
になる。したがって、ブロック選択制御線BSCiは
“H”状態、すなわち5Vとなる。このとき、チャージ
ポンプ回路128は非動作状態にある。つまり、この期
間で、全てのブロック選択制御線BSC1〜BSC10
24は5Vを維持する。一方、この期間中、制御信号バ
ーPVF、バーPGMは“H”状態であり、消去制御信
号バーERAは“L”状態であるので、図7から分かる
ように、NANDゲート156の出力は“H”状態で、
3ステートロジックのNANDゲート158の出力は
“L”状態となる。このとき、3ステートロジックのイ
ンバータである検証電圧発生回路164は高インピーダ
ンスの状態にある。よって、制御ゲート線CGLjは、
ONとされたD形トランジスタ176を通じて“L”状
態、すなわち0Vになって、全ての制御ゲート線CGL
1〜CGL8が“L”状態を維持する。そして、前記5
Vのブロック選択制御線BSC1〜BSC1024によ
り伝達トランジスタBT1〜BT10が全部ONとさ
れ、ワード線WL1〜WL8は全て基準電位に放電され
る。
The period from t1 to t2 is a period during which all the word lines WL1 to WL8 are discharged to the reference potential. During this period, the NAND gate 124 shown in FIG. 6 outputs the “H” level by the control signal BLK in the “L” state, and the D-type transistor 126 is turned ON by the program control signal PGM in the “H” state. State. Therefore, block selection control line BSCi attains the "H" state, that is, 5V. At this time, the charge pump circuit 128 is in a non-operating state. That is, during this period, all the block selection control lines BSC1 to BSC10
24 maintains 5V. On the other hand, during this period, the control signals PVF and PGM are in the “H” state, and the erase control signal ERA is in the “L” state. Therefore, as can be seen from FIG. 7, the output of the NAND gate 156 is “H”. "In the state,
The output of the NAND gate 158 of the three-state logic is in the “L” state. At this time, the verification voltage generation circuit 164, which is a three-state logic inverter, is in a high impedance state. Therefore, the control gate line CGLj is
Through the D-type transistor 176 turned ON, the state becomes “L”, that is, 0V, and all the control gate lines CGL
1 to CGL8 maintain the “L” state. And said 5
The transfer transistors BT1 to BT10 are all turned on by the V block selection control lines BSC1 to BSC1024, and the word lines WL1 to WL8 are all discharged to the reference potential.

【0061】t2 からt3 までの期間は、選択されたメ
モリブロックBK1内のみの全てのメモリセルを消去す
る期間である。t2 で、メモリブロックBK1を選択す
る“H”状態のアドレス信号Pl、Ql、Rlが行デコ
ーダ120に入力され、この行デコーダ120の出力が
“L”状態になり、それによって、NANDゲート12
4の出力は“H”状態に維持される。つまり、選択され
たメモリブロックBK1に対応するブロック選択制御線
BSC1は、t2 からt3 までの期間、5Vである。一
方、選択されないメモリブロックBK2〜BK1024
と関連する行デコーダ120は、アドレス信号Pl、Q
l、Rlのうちの少なくとも一つが“L”状態であるの
で、全部“H”レベルを出力する。したがって、t2 で
“H”状態となる制御信号バーBLKにより、NAND
ゲート124の出力はすべて“L”状態になる。その結
果、選択されないメモリブロックBK2〜BK1024
と関連するブロック選択制御線BSC2〜BSC102
4は、全て0Vになる。以上により、選択されたメモリ
ブロックBK1と接続される伝達トランジスタアレイ3
4−1内の伝達トランジスタBT1〜BT10は全部O
Nとされ、該メモリブロックBK1内のワード線WL1
〜WL8は基準電位を受ける。一方、選択されないメモ
リブロックBK2〜BK1024に接続される伝達トラ
ンジスタアレイ34−2〜3−1024は全部OFFの
状態であるので、これらに係る全てのワード線WLはフ
ローティング状態になる。
The period from t2 to t3 is a period for erasing all the memory cells only in the selected memory block BK1. At t2, the address signals P1, Q1, R1 in the "H" state for selecting the memory block BK1 are input to the row decoder 120, and the output of the row decoder 120 goes to the "L" state.
4 is maintained at the "H" state. That is, the block selection control line BSC1 corresponding to the selected memory block BK1 is at 5 V during the period from t2 to t3. On the other hand, unselected memory blocks BK2 to BK1024
Row decoder 120 associated with address signals Pl, Q
Since at least one of l and Rl is in the "L" state, all output "H" levels. Therefore, the control signal / BLK attains the "H" state at t2, and the NAND
The outputs of the gates 124 all go to the "L" state. As a result, unselected memory blocks BK2 to BK1024
Block selection control lines BSC2 to BSC102 associated with
4 are all 0V. As described above, the transfer transistor array 3 connected to the selected memory block BK1
All the transfer transistors BT1 to BT10 in 4-1 are O
N and the word line WL1 in the memory block BK1.
WL8 receive a reference potential. On the other hand, since the transfer transistor arrays 34-2 to 3-1024 connected to the unselected memory blocks BK2 to BK1024 are all in the OFF state, all the word lines WL related thereto are in the floating state.

【0062】さらに、t2 において、消去電圧Vera
(例えば20V)が、図5に示すウェル電極114を通
じてP形ウェル領域76とN形ウェル領域74に印加さ
れる。t2 からt3 までの期間(例えば約10mse
c)中、選択されたメモリブロックBK1内の全てのメ
モリトランジスタM1〜M8のフローティングゲート
は、それらのチャネル領域とソース及びドレインに印加
される消去電圧Veraと、制御ゲートに印加される0
Vの電圧とによって発生されるF−N電流により、正孔
が蓄積される。これによって、メモリトランジスタM1
〜M8は全て約−3Vのしきい電圧を有するD形トラン
ジスタとされる。すなわち、メモリブロックBK1内の
全てのメモリトランジスタM1〜M8は2進論理“0”
のデータに消去される。
Further, at t 2, the erase voltage Vera
(For example, 20 V) is applied to the P-type well region 76 and the N-type well region 74 through the well electrode 114 shown in FIG. The period from t2 to t3 (for example, about 10 ms
During c), the floating gates of all the memory transistors M1 to M8 in the selected memory block BK1 have erase voltages Vera applied to their channel regions, sources and drains, and 0 applied to the control gate.
The holes are accumulated by the FN current generated by the V voltage. Thereby, the memory transistor M1
MM8 are all D-type transistors having a threshold voltage of about −3V. That is, all the memory transistors M1 to M8 in the memory block BK1 are binary logic "0".
Is erased.

【0063】一方、t2 で消去電圧Veraがウェル電
極114を通じてP形ウェル領域76とN形ウェル領域
74に印加されるとき、選択されないメモリブロックB
K2〜BK1024内のワード線WLはフローティング
状態にあるので、これらワード線WLは、半導体基板
部、ウェル部、フローティングゲート、制御ゲート、及
びビット線との間の総合的容量カップリングによりほぼ
ウェル電圧すなわち消去電圧Veraに充電される。し
たがって、この選択されないメモリブロックBK2〜B
K1024内のワード線WLに充電された電圧が、消去
を防止できる程度に、各メモリトランジスタ(M1〜M
8)のチャネル領域と制御ゲートとの間の電界を十分に
減少させることになる。
On the other hand, when the erase voltage Vera is applied to the P-type well region 76 and the N-type well region 74 through the well electrode 114 at t 2, the unselected memory block B
Since the word lines WL in K2 to BK1024 are in a floating state, these word lines WL have almost the well voltage due to the total capacitance coupling between the semiconductor substrate portion, the well portion, the floating gate, the control gate, and the bit line. That is, it is charged to the erase voltage Vera. Therefore, the unselected memory blocks BK2-B
Each of the memory transistors (M1 to M1) is such that the voltage charged in the word line WL in
8) The electric field between the channel region and the control gate is sufficiently reduced.

【0064】すなわち、本願発明の発明者は、選択され
ないメモリブロック内にあるワード線が前記消去電圧V
eraの80%〜90%程度に充電されれば、そのメモ
リブロック内にあるプログラムされたメモリトランジス
タのデータは破壊されたり減衰したりすることがないと
いうことを発見したものである。したがって、これを利
用した本例によるブロック消去では、電圧昇圧回路から
のプログラム防止電圧を、選択されないメモリブロック
内のワード線に印加する必要がないので、電力消費の抑
制のみならず、チップに占める面積の減少をも効果的に
達成できる。つまり、本例によれば、限定されたサイズ
のチップ上で周辺回路の占める面積をより少なくできる
ので、メモリセルアレイに使用するための範囲をより一
層拡大可能であるという利点がある。
That is, the inventor of the present invention has proposed that the word line in the unselected memory block is set to the erase voltage V
It has been discovered that if charged to about 80% to 90% of era, the data of the programmed memory transistor in the memory block will not be destroyed or attenuated. Therefore, in the block erasing according to the present example utilizing this, it is not necessary to apply the program prevention voltage from the voltage boosting circuit to the word lines in the unselected memory blocks, so that not only the power consumption is suppressed but also the chip is occupied. Area reduction can also be effectively achieved. That is, according to the present example, the area occupied by the peripheral circuit can be reduced on a chip having a limited size, so that there is an advantage that the range for use in the memory cell array can be further expanded.

【0065】ところで、このようなブロック消去動作に
おいて、ウェル電極114に印加される消去電圧Ver
aは、フローティングされたワード線WLだけではなく
フローティングされたビット線BLにも影響する。つま
り、ビット線BLもブロック消去動作で消去電圧Ver
a程度に充電される。そこで、この充電される電圧によ
り図3に示したD形トランジスタ40がストレスを受け
るのを防止するため、ゲートに電源供給電圧Vccを受
けるようにされたD形トランジスタ38が、ビット線B
Lk−1〜BLk−256とD形トランジスタ40との
間にそれぞれ設けられている。
Incidentally, in such a block erase operation, the erase voltage Ver applied to the well electrode 114 is
a affects not only the floating word line WL but also the floating bit line BL. That is, the bit line BL is also subjected to the erase voltage Ver by the block erase operation.
It is charged to about a. Therefore, in order to prevent the D-type transistor 40 shown in FIG. 3 from being stressed by the charged voltage, the D-type transistor 38 whose gate receives the power supply voltage Vcc is connected to the bit line B.
It is provided between Lk-1 to BLk-256 and the D-type transistor 40, respectively.

【0066】t2 〜t3 の期間のブロック消去動作中、
選択されたメモリブロックBK1の第1選択線SL1は
約4.3Vを維持し、制御信号φ6 、φ7 が“L”状態
となり、これによって、図6のNチャネルトランジスタ
140、144、及びPチャネルトランジスタ142が
OFFとされるので、メモリブロックBK1の第2選択
線SL2はフローティング状態になる。第2選択線SL
2のフローティング状態は、この第2選択線SL2に接
続された第2選択トランジスタST2のいずれかが故障
したときに、ウェル電極114から第2選択線SL2を
介して電流が流れることを防止する。
During the block erase operation during the period from t2 to t3,
The first selection line SL1 of the selected memory block BK1 maintains about 4.3 V, and the control signals φ6 and φ7 are set to the “L” state, whereby the N-channel transistors 140 and 144 and the P-channel transistor of FIG. Since 142 is turned off, the second selection line SL2 of the memory block BK1 is in a floating state. Second selection line SL
The floating state of 2 prevents a current from flowing from the well electrode 114 via the second selection line SL2 when one of the second selection transistors ST2 connected to the second selection line SL2 fails.

【0067】ブロック消去動作における選択されたメモ
リブロックと選択されないメモリブロックとの主要部分
の電圧関係を、次の表1にまとめて示しておく。
Table 1 below summarizes the voltage relationship of the main parts of the selected memory block and the non-selected memory block in the block erase operation.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】図14に示すt3 からt5 までの期間は、
ワード線WLとビット線BLに充電された電圧を放電さ
せる期間である。t3 でブロック消去動作は終了し、消
去電圧Veraが0V、制御信号バーWE、バーERA
が“H”状態になる。そしてt3 とt4 との間で、
“L”状態となる制御信号バーDSにより、図7に示す
NANDゲート156の出力が“H”状態となる。した
がって、“H”状態のプログラム制御信号バーPGMに
応じて3ステートロジックのNANDゲート158の出
力は、“L”状態となる。つまり、t3 〜t4 の期間に
おいて、制御ゲート線CGL1〜CGL8は全部“L”
状態になる。また、t3 とt4 との間で“L”状態とな
る制御信号バーBLKにより、図6に示すNANDゲー
ト124の出力が“H”状態になる。それによって、ブ
ロック選択制御線BSC1〜BSC1024は全部5V
になり、したがって、全ての伝達トランジスタBT1〜
BT10がONとされてワード線WL1〜WL8がすべ
て0Vに放電される。同時に、第1、第2選択線SL
1、SL2も5Vとされる。
The period from t3 to t5 shown in FIG.
This is a period for discharging the voltage charged in the word line WL and the bit line BL. At t3, the block erase operation is completed, the erase voltage Vera becomes 0 V, the control signals WE and ERA
Becomes "H" state. And between t3 and t4,
The output of the NAND gate 156 shown in FIG. 7 changes to the "H" state due to the control signal DS which changes to the "L" state. Therefore, the output of the 3-state logic NAND gate 158 attains the "L" state in response to the program control signal PGM at the "H" state. That is, during the period from t3 to t4, the control gate lines CGL1 to CGL8 are all "L".
State. Further, the output of the NAND gate 124 shown in FIG. 6 is set to the "H" state by the control signal BLK which is set to the "L" state between t3 and t4. Thereby, the block selection control lines BSC1 to BSC1024 are all 5V
And therefore all of the transfer transistors BT1-
BT10 is turned ON, and all word lines WL1 to WL8 are discharged to 0V. At the same time, the first and second selection lines SL
1, SL2 is also set to 5V.

【0070】また、t3 で信号線DCBと制御信号φ1
が“H”状態になることによって、ビット線BLに充電
された消去電圧Veraは、図3に示すNチャネルトラ
ンジスタ37を介して放電され、“L”状態となる。
At t3, the signal line DCB and the control signal φ1
Changes to the "H" state, the erase voltage Vera charged in the bit line BL is discharged via the N-channel transistor 37 shown in FIG. 3, and changes to the "L" state.

【0071】一方、t4 で制御信号バーBLK、バーD
Sは“H”状態になり、制御信号バーXdは“L”状態
になる。それによって、図6に示すNANDゲートであ
る行デコーダ120が“H”レベルを出力し、第1、第
2選択ゲート線SGLi−1、SGLi−2及びブロッ
ク選択制御線BSCiは0Vになる。
On the other hand, at time t4, the control signals BLK and D
S goes to the “H” state, and the control signal Xd goes to the “L” state. As a result, the row decoder 120, which is a NAND gate shown in FIG. 6, outputs "H" level, and the first and second selection gate lines SGLi-1, SGLi-2 and the block selection control line BSCi become 0V.

【0072】プログラムモード Program mode

【0073】この実施例のEEPROMでは、入出力端
I/Oを通じて入力されるデータをラッチPBk−1〜
PBk−256に貯蔵するためのデータローディング動
作が、プログラム動作前に行われるようになっている。
In the EEPROM of this embodiment, data input through the input / output terminal I / O is latched by the latches PBk-1 to PBk-1.
A data loading operation for storing data in the PBk-256 is performed before a program operation.

【0074】このデータローディング動作は、図15に
示すt1 の前に行われる。データローディング動作中、
制御信号バーXd、φ2 、φ3 、φ4 、プログラム電圧
Vpgm、パス電圧Vpas、P形ウェル領域76、プ
ログラム防止電圧Vpi、及び信号線SBL、DCBは
すべて“L”状態を維持し、そして、制御信号バーW
E、バーPGM、バーSLE、バーBLK、バーDS、
バーERA、バーPVF、バーSUP、φ1 、φ5 、及
びクロック信号φR は“H”状態にある。さらに、制御
信号バーXdが“L”状態であり、制御信号バーBL
K、バーERA、バーSLE、バーWE、バーPGMが
全部“H”状態にあるので、図6から分かるように、ブ
ロック選択ゲート線BSC1〜BSC1024は全部
“L”状態となる。これによって、伝達トランジスタア
レイ34−1〜34−1024は全てOFFの状態とな
る。また、“L”状態の信号線SBLにより、ラッチP
Bk−1〜PBk−256とビット線BLk−1〜BL
k−256との連絡が防止される。“L”状態の制御信
号φ3 、φ4 は、図3に示す定電流回路33及び3ステ
ートロジックのインバータ48を、それぞれディスエー
ブルさせる。
This data loading operation is performed before t1 shown in FIG. During data loading operation,
The control signals Xd, φ2, φ3, φ4, the program voltage Vpgm, the pass voltage Vpas, the P-type well region 76, the program prevention voltage Vpi, and the signal lines SBL, DCB all maintain the "L" state. Bar W
E, bar PGM, bar SLE, bar BLK, bar DS,
ERA, PVF, SUP, .phi.1, .phi.5, and the clock signal .phi.R are in the "H" state. Further, the control signal Xd is in the “L” state and the control signal BL
Since K, bar ERA, bar SLE, bar WE, and bar PGM are all in the "H" state, as can be seen from FIG. 6, all the block select gate lines BSC1 to BSC1024 are in the "L" state. Thus, the transfer transistor arrays 34-1 to 34-1024 are all turned off. Also, the latch P is supplied by the signal line SBL in the “L” state.
Bk-1 to PBk-256 and bit lines BLk-1 to BLk
Communication with k-256 is prevented. The control signals φ3 and φ4 in the “L” state disable the constant current circuit 33 and the three-state logic inverter 48 shown in FIG. 3, respectively.

【0075】外部アドレス入力端(図示を省略)に入力
されるアドレスは、行アドレスa8〜a20と列アドレス
a0 〜a7 で構成される。行アドレスa8 〜a20は、デ
ータローディング動作後に行われるプログラム動作にお
いて、全てのビット線BLのデータが一度にメモリセル
(M1〜M8)に書込まれるように、すなわち、ページ
プログラムが行われるように、メモリブロックBKのう
ちのいずれか一つとワード線WLのうちのいずれか一つ
を選択するため、データローディング動作中に入力され
る。また、列アドレスa0 〜a7 は、データローディン
グ動作中に256サイクルを有するアドレス信号であ
る。図3に示す列デコーダ30は、外部書込エネーブル
信号バーWEx(図示せず)のトグリング(toggling)
による256サイクルの列アドレスa0 〜a7 に応答し
て伝達トランジスタT1〜T256を順次にONとす
る。さらに、各列ブロックCBに対応する入力バッファ
26は、外部書込エネーブル信号バーWExのトグリン
グに応答して入出力端I/Oに入力されたデータを順次
に出力する。したがって、これら各入力バッファ26か
らの出力データは、順次にONとされる伝達トランジス
タT1〜T256から対応するNチャネルトランジスタ
49を通じてラッチPBk−1〜PBk−256に順次
貯蔵される。
An address inputted to an external address input terminal (not shown) is composed of row addresses a8 to a20 and column addresses a0 to a7. The row addresses a8 to a20 are set so that the data of all the bit lines BL are written to the memory cells (M1 to M8) at a time in the program operation performed after the data loading operation, that is, the page program is performed. , To select one of the memory blocks BK and one of the word lines WL during the data loading operation. The column addresses a0 to a7 are address signals having 256 cycles during the data loading operation. The column decoder 30 shown in FIG. 3 performs toggling of the external write enable signal WEx (not shown).
, The transfer transistors T1 to T256 are sequentially turned on in response to the column addresses a0 to a7 of 256 cycles. Further, the input buffer 26 corresponding to each column block CB sequentially outputs data input to the input / output terminal I / O in response to the toggling of the external write enable signal WEx. Therefore, output data from each of these input buffers 26 is sequentially stored in latches PBk-1 to PBk-256 from transmission transistors T1 to T256 which are sequentially turned on, through corresponding N-channel transistors 49.

【0076】このようなデータローディング動作後、プ
ログラム動作(又は書込動作)が開始される。本例によ
れば、プログラム動作にNANDセルユニット充電動作
が含まれるようになっている。この本例のプログラム動
作をよりよく理解できるように、説明の便宜上、先のデ
ータローディング動作でラッチPBk−1〜PBk−2
56に貯蔵された256のデータは、メモリブロックB
K1内のワード線WL4と接続されたメモリトランジス
タ群M4に一斉にプログラムされるものと仮定する。
After such a data loading operation, a program operation (or a write operation) is started. According to this example, the program operation includes the NAND cell unit charging operation. In order to better understand the program operation of this example, for convenience of explanation, the latches PBk-1 to PBk-2 are used in the previous data loading operation.
256 data stored in the memory block B
It is assumed that the memory transistors M4 connected to the word line WL4 in K1 are programmed simultaneously.

【0077】図15に示す、データローディング動作後
のt1 からt3 までの期間にプログラム動作が行われ
る。この期間中、P形ウェル領域76、制御信号バーW
E、バーPGM、φ2 、φ3 、φ4 、φ5 、及び信号線
DCBは全部“L”状態にあり、制御信号バーXd、バ
ーBLK、バーDS、バーERA、φ1 、及び信号線S
BLは全部“H”状態にある。この期間において、クロ
ック信号φR 、プログラム電圧Vpgm(例えば18
V)、パス電圧Vpas(例えば10V)、プログラム
防止電圧Vpi(例えば7V)が供給される。一方、前
述のデータローディング動作中に入力された行アドレス
a8 〜a20は、アドレスバッファ(図示を省略)に既に
ラッチされている。このラッチされたアドレスの中のア
ドレス信号A11、バーA11〜A20、バーA20をプリデコ
ードして発生されたアドレス信号Pl、Ql、Rlは、
図6に示す行デコーダ120に入力され、また、前記ラ
ッチされたアドレスの中のアドレス信号A8 、バーA8
〜A10、バーA10は、図7に示すNANDゲートである
行デコーダ154に入力される。
The program operation is performed during the period from t1 to t3 after the data loading operation shown in FIG. During this period, the P-type well region 76 and the control signal bar W
E, PGM, φ2, φ3, φ4, φ5, and the signal line DCB are all in the “L” state, and the control signals Xd, BLK, DS, ERA, φ1, and S
BL are all in the "H" state. During this period, the clock signal φR and the program voltage Vpgm (for example, 18
V), a pass voltage Vpas (for example, 10 V), and a program prevention voltage Vpi (for example, 7 V) are supplied. On the other hand, the row addresses a8 to a20 input during the aforementioned data loading operation have already been latched in an address buffer (not shown). The address signals P11, Q1, R1 generated by pre-decoding the address signals A11, A11 to A20, and A20 in the latched address are
The address signal A8 and the bar A8 input to the row decoder 120 shown in FIG.
A10 and A10 are input to a row decoder 154 which is a NAND gate shown in FIG.

【0078】t1 で、制御信号バーXdが“H”状態に
なり、メモリブロックBK1を選択するアドレス信号P
l、Ql、Rlが行デコーダ120に入力される。する
と、行デコーダ120の出力は“L”状態になり、NA
NDゲート124、136の出力は“H”状態になる。
したがって、第1選択ゲート線SGL1−1は5Vにな
り、ブロック選択制御線BSC1は、チャージポンプ回
路128のポンピング動作によりプログラム電圧Vpg
mに昇圧される。一方、第2選択ゲート線SGL1−2
は、Nチャネルトランジスタ140、Pチャネルトラン
ジスタ142、及びD形トランジスタ150を通じて伝
達される“H”状態と、チャージポンプ回路152のポ
ンピング動作とによりパス電圧Vpasに昇圧される。
このとき、選択されないメモリブロックBK2〜BK1
024と関連する各行デコーダ120の出力は“H”状
態になり、各NANDゲート124の出力が“L”状態
になる。したがって、選択されないブロック選択制御線
BSC2〜BSC1024は全部0Vになる。
At time t1, control signal Xd attains the "H" state, and address signal P for selecting memory block BK1 is set.
l, Ql, and Rl are input to the row decoder 120. Then, the output of row decoder 120 attains an “L” state, and NA
The outputs of the ND gates 124 and 136 go to the “H” state.
Therefore, the first selection gate line SGL1-1 becomes 5V, and the block selection control line BSC1 changes the program voltage Vpg by the pumping operation of the charge pump circuit 128.
m. On the other hand, the second select gate lines SGL1-2
Is boosted to the pass voltage Vpas by the “H” state transmitted through the N-channel transistor 140, the P-channel transistor 142, and the D-type transistor 150 and the pumping operation of the charge pump circuit 152.
At this time, the unselected memory blocks BK2 to BK1
The output of each row decoder 120 associated with H.024 goes to the “H” state, and the output of each NAND gate 124 goes to the “L” state. Therefore, all the block selection control lines BSC2 to BSC1024 which are not selected become 0V.

【0079】t1 においてプログラム制御信号バーPG
Mは“L”状態になるので、図8に示すソース線駆動回
路22の出力を受ける共通ソース線CSLは、プログラ
ム防止電圧Vpiに昇圧される。すなわち、プログラム
制御信号バーPGMが“L”状態になると、共通ソース
線CSLは、D形トランジスタ206のしきい電圧の絶
対値(例えば2〜3V)になり、そして、これによるチ
ャージポンプ回路208のポンピング動作によって、プ
ログラム防止電圧Vpiに昇圧される。
At time t1, the program control signal PG
Since M is in the “L” state, the common source line CSL receiving the output of the source line driving circuit 22 shown in FIG. 8 is boosted to the program prevention voltage Vpi. That is, when the program control signal PGM goes to the “L” state, the common source line CSL becomes the absolute value (for example, 2 to 3 V) of the threshold voltage of the D-type transistor 206, and the charge pump circuit 208 By the pumping operation, the voltage is increased to the program prevention voltage Vpi.

【0080】前述のように、プログラム動作前のデータ
ローディング動作において、ワード線WL4を選択する
アドレス信号A8 、バーA8 〜A10、バーA10が既に図
7に示す行デコーダ154に入力されているので、制御
ゲート線CGL4と関連する行デコーダ154の出力は
“L”状態であり、一方、選択されないワード線WL1
〜WL3、WL5〜WL8と関連する各行デコーダ15
4の出力は“H”状態にある。したがって、選択された
ワード線WL4と関連するNANDゲート156の出力
は“H”状態であり、一方、選択されないワード線WL
と関連する各NANDゲート156の出力は“L”状態
である。そして、t1 でクロック信号φR のパルスが発
生すると、選択されたワード線WL4に係るNANDゲ
ート178はクロック信号φR に応じた信号を、また、
NORゲート188は“L”レベルを出力し、選択され
た制御ゲート線CGL4にプログラム電圧Vpgmを提
供する。一方、選択されないワード線WLと関連する各
NORゲート188はクロック信号φR に応じた信号を
出力し、選択されない制御ゲート線CGL1〜CGL
3、CGL5〜CGL8上にパス電圧Vpasを提供す
る。
As described above, in the data loading operation before the program operation, since the address signals A8, A8 to A10, and A10 for selecting the word line WL4 have already been input to the row decoder 154 shown in FIG. The output of row decoder 154 associated with control gate line CGL4 is in the "L" state, while the unselected word line WL1
Row decoder 15 associated with .about.WL3, WL5.about.WL8.
4 is in the "H" state. Therefore, the output of NAND gate 156 associated with selected word line WL4 is at the "H" state, while the unselected word line WL4 is
Is in the "L" state. Then, when a pulse of the clock signal φR is generated at t1, the NAND gate 178 related to the selected word line WL4 outputs a signal corresponding to the clock signal φR,
NOR gate 188 outputs an “L” level, and provides program voltage Vpgm to selected control gate line CGL4. On the other hand, each NOR gate 188 associated with the unselected word line WL outputs a signal corresponding to the clock signal φR, and the unselected control gate lines CGL1 to CGL are output.
3. Provide the pass voltage Vpas on CGL5 to CGL8.

【0081】さらに、t1 で信号線SBLが“H”状態
になり、それによって図3に示すNチャネルトランジス
タ44が全てONとされ、ラッチPBk−1〜PBk−
256に貯蔵されたデータは、対応するビット線BLk
−1〜BLk−256に伝達される。以前のブロック消
去モードで、選択されたメモリブロックBK1内の全て
のメモリトランジスタは“L”状態、すなわち論理
“0”に消去されている。ブロック消去モード後、デー
タローディング動作では、“H”レベル、すなわち論理
“1”が書込まれるメモリトランジスタに対応するラッ
チは論理“0”を貯蔵し、論理“0”が書込まれるメモ
リトランジスタに対応するラッチは論理“1”を貯蔵し
ている。分かりやすい説明のため、図2に示すような列
ブロックCBのうちの第1列ブロックCB1(k=1)
内のメモリブロックBK1における選択されたワード線
WL4に接続されると共に、ビット線BL1−2と関連
したメモリトランジスタ240にのみ論理“1”を書込
み、前記ワード線WL4に接続されているその他の全て
のメモリトランジスタには論理“0”を書込むものとす
る。この場合には、データローディング動作においてラ
ッチPB1−2のみが論理“0”、すなわち“L”レベ
ルを既に貯蔵しており、残りのラッチPB1−1、PB
1−3〜PB1−256は全て論理“1”、すなわち
“H”レベルを貯蔵している。したがって、t1 後にN
チャネルトランジスタ44がONの状態になると、ビッ
ト線BL1−2のみが“L”状態、すなわち0Vにな
り、残りのビット線BL1−1、BL1−3〜BL1−
256は全部“H”状態、すなわち5Vに充電され始め
る。
Further, at time t1, the signal line SBL attains the "H" state, whereby the N-channel transistors 44 shown in FIG. 3 are all turned on, and the latches PBk-1 to PBk-
The data stored in 256 corresponds to the corresponding bit line BLk
-1 to BLk-256. In the previous block erase mode, all the memory transistors in the selected memory block BK1 have been erased to the “L” state, that is, the logic “0”. After the block erase mode, in the data loading operation, the latch corresponding to the memory transistor to which "H" level, that is, the logic "1" is written stores the logic "0", and the memory transistor to which the logic "0" is written is stored. The corresponding latch stores a logic "1". For easy explanation, the first column block CB1 (k = 1) of the column blocks CB as shown in FIG.
Connected to the selected word line WL4 in the memory block BK1 in the memory cell, and writes logic "1" only to the memory transistor 240 associated with the bit line BL1-2, and all other connected to the word line WL4. The logic "0" is written in the memory transistor of the above. In this case, in the data loading operation, only the latches PB1-2 already store the logic "0", that is, the "L" level, and the remaining latches PB1-1 and PB
1-3 to PB1-256 all store logic "1", that is, "H" level. Therefore, after t1, N
When the channel transistor 44 is turned on, only the bit line BL1-2 becomes the "L" state, that is, 0V, and the remaining bit lines BL1-1, BL1-3 to BL1-
256 start to be charged to the "H" state, that is, 5V.

【0082】結果的に、図15に示すt1 からt2 まで
の期間において、図2に示す伝達トランジスタアレイ3
4−1はONの状態にあり、選択されたメモリブロック
BK1内の第1選択線SL1は5V、第2選択線SL2
はVpas(例えば10V)、選択ワード線WL4はV
pgm(例えば18V)、選択されないワード線WL1
〜WL3、WL5〜WL8はVpasとされる。この期
間中、共通ソース線CSLはプログラム防止電圧Vpi
(例えば7V)を維持するので、選択されたメモリブロ
ックBK1内の第2選択トランジスタST2とメモリト
ランジスタM1〜M8は全部導通状態になる。そして、
メモリブロックBK1内のビット線BL1−2と接続さ
れた第1選択トランジスタ242(ST1)は導通状態
となり、残りの第1選択トランジスタST1はすべて非
導通状態となる。それにより、論理“1”を書込むメモ
リトランジスタ240を含んだNANDセルユニットN
U内にあるメモリトランジスタM1〜M8の電流通路は
ビット線BL1−2と連結され、これらメモリトランジ
スタM1〜M8のチャネルとソース及びドレインの各接
合キャパシタは0Vに放電される。一方、論理“0”を
書込むメモリトランジスタM1〜M8と関連する第1選
択トランジスタST1は非導通状態なので、これらに関
連したNANDセルユニットNU内のメモリトランジス
タM1〜M8のチャネルとソース及びドレインの各接合
キャパシタは、プログラム防止電圧Vpiに充電され
る。したがって、t1 からt2 までの期間(例えば約1
00μsec)において、論理“0”にプログラムされ
るメモリトランジスタに係るNANDセルユニットNU
の充電が行われる。
As a result, during the period from t1 to t2 shown in FIG. 15, the transfer transistor array 3 shown in FIG.
4-1 is in an ON state, the first selection line SL1 in the selected memory block BK1 is 5V, and the second selection line SL2 is
Is Vpas (for example, 10 V), and the selected word line WL4 is V
pgm (eg, 18 V), unselected word line WL1
WL3 and WL5 to WL8 are set to Vpas. During this period, the common source line CSL is connected to the program prevention voltage Vpi.
(For example, 7 V), the second selection transistor ST2 and the memory transistors M1 to M8 in the selected memory block BK1 all become conductive. And
The first selection transistors 242 (ST1) connected to the bit lines BL1-2 in the memory block BK1 are turned on, and all the remaining first selection transistors ST1 are turned off. Thereby, NAND cell unit N including memory transistor 240 for writing logic "1"
The current paths of the memory transistors M1 to M8 in U are connected to the bit lines BL1-2, and the junction capacitors of the channels and the sources and drains of the memory transistors M1 to M8 are discharged to 0V. On the other hand, since the first select transistor ST1 associated with the memory transistors M1 to M8 for writing logic "0" is non-conductive, the channels and the source and drain of the memory transistors M1 to M8 in the NAND cell unit NU associated therewith are non-conductive. Each junction capacitor is charged to the program prevention voltage Vpi. Therefore, the period from t1 to t2 (for example, about 1
00 μsec), the NAND cell unit NU relating to the memory transistor programmed to logic “0”
Is charged.

【0083】図15に示すt2 からt3 までの期間(例
えば2msec)は、実質的にプログラムが行われる期
間である。t2 で制御信号バーSLEが“H”状態にな
り、図11から分かるように、制御信号φ6 は“H”状
態から“L”状態になり、制御信号φ7 は“L”状態か
ら“H”状態になる。それによって、図6に示すNチャ
ネルトランジスタ144がONとされ、第2選択ゲート
線SGLi−2は全部0Vの基準電位とつながれるの
で、選択されたメモリブロックBK1内の全ての第2選
択トランジスタST2がOFFとなる。この期間中、選
択されたメモリブロックBK1内のワード線WL4に1
8Vのプログラム電圧Vpgmが印加され、また、図2
に示すメモリトランジスタ240のチャネルとドレイン
及びソースは0Vに充電されているので、メモリトラン
ジスタ240のフローティングゲートには、制御ゲート
・基板間電圧18VによるF−N電流で電子が蓄積さ
れ、このメモリトランジスタ240は、約0.8Vのし
きい電圧を有するエンハンスメント形のMOSトランジ
スタになる。一方、ワード線WL4と接続されているメ
モリトランジスタ240以外のメモリトランジスタM4
のソース及びドレインの各接合キャパシタとこれらのチ
ャネルはプログラム防止電圧Vpiに充電されており、
制御ゲート・基板間電圧が11Vと低いので、これらト
ランジスタM4のフローティングゲートへの電子の注入
は防止され、論理“0”を記憶するデプレッション形の
トランジスタとして残る。つまり、“L”状態、すなわ
ち論理“0”にプログラムされるメモリトランジスタに
関連する各NANDセルユニットNUは、先のNAND
セルユニット充電により対応ビット線BLとの連結が遮
断されるような状態となり、そのためにプログラム動作
中の書込みが防止される。
The period from t2 to t3 (for example, 2 msec) shown in FIG. 15 is a period in which the program is substantially performed. At t2, the control signal SLE changes to the "H" state, and as can be seen from FIG. 11, the control signal φ6 changes from the "H" state to the "L" state, and the control signal φ7 changes from the "L" state to the "H" state. become. Thereby, the N-channel transistor 144 shown in FIG. 6 is turned ON, and all the second selection gate lines SGLi-2 are connected to the reference potential of 0 V. Therefore, all the second selection transistors ST2 in the selected memory block BK1 are connected. Becomes OFF. During this period, 1 is applied to the word line WL4 in the selected memory block BK1.
An 8 V program voltage Vpgm is applied.
Since the channel, drain and source of the memory transistor 240 shown in FIG. 4 are charged to 0 V, electrons are accumulated in the floating gate of the memory transistor 240 by an FN current due to a control gate-substrate voltage of 18 V. 240 is an enhancement type MOS transistor having a threshold voltage of about 0.8V. On the other hand, the memory transistors M4 other than the memory transistor 240 connected to the word line WL4
Source and drain junction capacitors and their channels are charged to the program prevention voltage Vpi,
Since the control gate-substrate voltage is as low as 11 V, injection of electrons into the floating gates of these transistors M4 is prevented, and the transistors M4 remain as depletion type transistors storing logic "0". That is, each NAND cell unit NU associated with the memory transistor programmed to the “L” state, that is, the logic “0”,
The connection to the corresponding bit line BL is cut off by charging the cell unit, thereby preventing writing during the program operation.

【0084】以上説明したNANDセルユニット充電期
間及びプログラム期間での主要部分の電圧関係を、次の
表2にまとめて示す。
Table 2 below summarizes the voltage relationships of the main parts during the NAND cell unit charging period and the programming period described above.

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】図15に示すt3 からt5 までの期間(例
えば500nsec)は、ワード線WLとビット線BL
の各昇圧された電圧を放電する期間である。t3 で、制
御信号バーWE、バーPGM、信号線DCBは“H”状
態になり、制御信号バーBLK、バーDS、電圧Vpg
m、Vpas、Vpi、及び信号線SBLは“L”状態
になる。クロック信号φR はt3 でパルス発生を中止
し、“H”状態を維持する。また、この期間中、制御信
号φ1 は“H”状態を維持し、制御信号φ2 、φ3 は
“L”状態を維持する。したがって、図8に示すソース
線駆動回路22は、基準電位を共通ソース線CSLに出
力する。また、図7から分かるように、制御ゲート線C
GL1〜CGL8はすべて0Vとなり、図6から分かる
ように、ブロック選択制御線BSC1〜BSC1024
は全部5Vとなるので、ワード線WLの昇圧された電圧
は0Vに放電される。そしてt4 で、制御信号バーXd
が“L”状態になり、制御信号バーBLK、バーDSが
“H”状態になる。したがって、t4 〜t5 との期間
中、ブロック選択制御線BSCiと第1、第2選択ゲー
ト線SGLi−1、SGLi−2は全部0Vになる。一
方、信号線DCBと制御信号φ1 はt3 〜t5 の期間に
“H”状態にあるので、ビット線BLの昇圧された電圧
は、Nチャネルトランジスタ37を通じて0Vに放電さ
れる。その後、t5で制御信号φ1 は“L”状態にな
る。
In the period from t3 to t5 (for example, 500 nsec) shown in FIG. 15, the word line WL and the bit line BL
Is a period in which each boosted voltage is discharged. At t3, the control signals / WE, / PGM and the signal line DCB are set to the "H" state, and the control signals / BLK, / DS and the voltage Vpg are set.
m, Vpas, Vpi, and the signal line SBL enter the “L” state. The clock signal .phi.R stops generating pulses at t3 and maintains the "H" state. During this period, the control signal φ1 maintains the “H” state, and the control signals φ2 and φ3 maintain the “L” state. Therefore, the source line driving circuit 22 shown in FIG. 8 outputs the reference potential to the common source line CSL. Further, as can be seen from FIG. 7, the control gate line C
GL1 to CGL8 all become 0 V, and as can be seen from FIG. 6, the block selection control lines BSC1 to BSC1024
Are all 5V, so the boosted voltage of the word line WL is discharged to 0V. At t4, the control signal bar Xd
Becomes "L" state, and control signals / BLK and / DS go to "H" state. Accordingly, during the period from t4 to t5, the block selection control line BSCi and the first and second selection gate lines SGLi-1 and SGLi-2 all become 0V. On the other hand, since the signal line DCB and the control signal φ1 are in the “H” state during the period from t3 to t5, the boosted voltage of the bit line BL is discharged to 0 V through the N-channel transistor 37. Thereafter, at t5, the control signal φ1 goes to the "L" state.

【0087】プログラム検証モード Program verification mode

【0088】プログラム検証モードはプログラムモード
に続いて直ちに行われる。この本発明によるプログラム
検証動作は読出動作と類似している。読出動作と比較し
て異なる点は、選択されたワード線上に印加される電圧
がメモリトランジスタのエンハンスメントモードの最小
しきい電圧であるという点である。この最小しきい電圧
をプログラム検証電圧と呼ぶものとし、本実施例におけ
るこのプログラム検証電圧は、0.8Vである。
The program verification mode is performed immediately after the program mode. The program verify operation according to the present invention is similar to the read operation. The difference from the read operation is that the voltage applied to the selected word line is the minimum threshold voltage in the enhancement mode of the memory transistor. This minimum threshold voltage is called a program verification voltage, and the program verification voltage in the present embodiment is 0.8V.

【0089】プログラム検証動作は図15に示すt5 の
後に直ぐ行われ、その各信号タイミングは、図16に示
すt2 〜t4 の間の波形のようになっている。プログラ
ム検証動作の初期、すなわち、図15に示すt5 又は図
16に示すt2 で、制御信号バーXd、φ3 、φ4 は
“H”状態、制御信号φ1 、バーPVF、バーSUP、
及び信号線DCBは“L”状態になる。そして、プログ
ラム検証動作中、制御信号バーWE、バーPGM、バー
SLE、バーXd、バーBLK、バーDS、バーER
A、φ3 、φ4 、及びクロック信号φR は“H”状態を
維持し、電圧Vpgm、Vpas、Vpi、信号線SB
L、DCB、及び制御信号φ1 、φ5 、バーPVF、バ
ーSUPは全部“L”状態を維持する。
The program verifying operation is performed immediately after t5 shown in FIG. 15, and each signal timing has a waveform between t2 and t4 shown in FIG. At the beginning of the program verification operation, that is, at time t5 shown in FIG. 15 or at time t2 shown in FIG.
And the signal line DCB is in the “L” state. During the program verification operation, the control signals WE, PGM, SLE, Xd, BLK, DS, ER
A, φ3, φ4, and the clock signal φR maintain the "H" state, and the voltages Vpgm, Vpas, Vpi, and the signal line SB are maintained.
L, DCB, control signals φ1, φ5, PVF, and SUP all maintain the "L" state.

【0090】前述のプログラムモードで論理“1”の書
込まれた第1列ブロックCB1(図2)内の選択された
メモリブロックBK1におけるメモリトランジスタ24
0に対し、所望の最小しきい電圧が書込まれたかどうか
を判定するため、プログラム検証動作が行われると仮定
する。
The memory transistor 24 in the selected memory block BK1 in the first column block CB1 (FIG. 2) in which the logic "1" has been written in the program mode described above.
Assume that a program verify operation is performed to determine if the desired minimum threshold voltage has been written to zero.

【0091】プログラム動作後、プログラム検証を遂行
するための命令が、入出力端I/O(又は他の端子)を
通じてマイクロプロセッサからEEPROMに入力され
た場合、あるいは、プログラム動作後にプログラム検証
動作が自動的に行われる場合、プログラム動作でラッチ
PBk−1〜PBk−256に貯蔵されたデータは、リ
セットされることなくプログラム検証動作に継承され
る。したがって、プログラム検証動作の初期に、ラッチ
PB1−2はデータ“0”を貯蔵しており、残りのラッ
チPB1−1、PB1−3〜PB1−256は、全部デ
ータ“1”を貯蔵している。
After the program operation, when a command for performing the program verification is input from the microprocessor to the EEPROM through the input / output terminal I / O (or another terminal), or the program verification operation is automatically performed after the program operation. When the data is stored in the latches PBk-1 to PBk-256 in the program operation, the data is inherited by the program verify operation without being reset. Therefore, at the beginning of the program verify operation, the latch PB1-2 stores data "0", and the remaining latches PB1-1, PB1-3 to PB1-256 all store data "1". .

【0092】図16に示すt2 で制御信号バーXdが
“H”状態になると、図6に示す行デコーダ120は、
メモリブロックBK1を指定するアドレス信号Pl、Q
l、Rlに応答して“L”状態を出力する。すると、制
御信号φ6 は“H”状態、制御信号φ7 は“L”状態な
ので、第1、第2選択線SGL1−1、SGL1−2及
びブロック選択制御線BSC1は全部5Vの“H”状態
になる。
When control signal Xd attains an "H" state at t2 shown in FIG. 16, row decoder 120 shown in FIG.
Address signals Pl and Q specifying memory block BK1
1 and outputs an “L” state in response to Rl. Then, since the control signal φ6 is in the “H” state and the control signal φ7 is in the “L” state, the first and second selection lines SGL1-1 and SGL1-2 and the block selection control line BSC1 are all set to the “H” state of 5V. Become.

【0093】さらに、t2 で制御信号バーPVFが
“L”状態になり、ワード線WL4を指定するアドレス
信号A8 /バーA8 〜A10/バーA10が図7に示す行デ
コーダ154に入力されると、NANDゲート158は
高インピーダンスとなり、検証電圧発生回路164は
0.8Vの検証電圧を制御ゲート線CGL4に提供す
る。このとき、選択されないワード線WL1〜WL3、
WL5〜WL8と関連する各行デコーダ154は“H”
状態を出力し、検証電圧発生回路164が高インピーダ
ンスとなり、NANDゲート158が“H”状態を出力
する。それによって、制御ゲート線CGL1〜CGL
3、CGL5〜CGL8は5Vの読出電圧となる。一
方、t2 でプログラム制御信号バーPGMは“H”状態
なので、図8に示すソース線駆動回路22は、共通選択
線CSLに基準電位を提供する。
Further, at time t2, control signal PVF attains the "L" state, and address signals A8 / A8 to A10 / A10 designating word line WL4 are input to row decoder 154 shown in FIG. The NAND gate 158 has a high impedance, and the verification voltage generation circuit 164 provides a verification voltage of 0.8 V to the control gate line CGL4. At this time, the unselected word lines WL1 to WL3,
Each row decoder 154 associated with WL5 to WL8 is "H".
The state is output, the verification voltage generation circuit 164 becomes high impedance, and the NAND gate 158 outputs the “H” state. Thereby, the control gate lines CGL1 to CGL
3. CGL5 to CGL8 have a read voltage of 5V. On the other hand, since the program control signal PGM is in the "H" state at t2, the source line drive circuit 22 shown in FIG. 8 provides a reference potential to the common selection line CSL.

【0094】その結果、図2に示す伝達トランジスタア
レイ34−1はONとされ、選択されたメモリブロック
BK1内の第1、第2選択線SL1、SL2、及び選択
されないワード線WL1〜WL3、WL5〜WL8は全
部5Vとなり、選択されたワード線WL4は0.8Vと
なる。したがって、第1、第2選択線SL1、SL2、
及び選択されないワード線WL1〜WL3、WL5〜W
L8に接続されたトランジスタはONの状態になる。ま
た、t2 で制御信号φ3 が“H”状態になり、図3の定
電流回路33がエネーブルされるので、電流源トランジ
スタ54が定電流(例えば4μA)を、接続点36とD
形トランジスタ40、38を通じてビット線BLに供給
する。
As a result, the transmission transistor array 34-1 shown in FIG. 2 is turned ON, and the first and second selection lines SL1 and SL2 in the selected memory block BK1 and the unselected word lines WL1 to WL3 and WL5 are selected. To WL8 are all 5V, and the selected word line WL4 is 0.8V. Therefore, the first and second selection lines SL1, SL2,
And unselected word lines WL1 to WL3, WL5 to W
The transistor connected to L8 is turned on. At t2, the control signal .phi.3 becomes "H" and the constant current circuit 33 shown in FIG. 3 is enabled, so that the current source transistor 54 supplies a constant current (for example, 4 .mu.A) to
It is supplied to the bit line BL through the transistors 40 and 38.

【0095】このとき、メモリトランジスタ240のプ
ログラムに失敗、すなわち、このメモリトランジスタ2
40のしきい電圧が0.8Vのプログラム検証電圧より
低いと仮定すると、メモリトランジスタ240は導通状
態となり、このトランジスタ240と接続されたビット
線BL1−2は、基準電位、すなわち0Vになる。この
ビット線BL1−2以外のビット線BL1−1、BL1
−3〜BL1−256と接続されたメモリブロックBK
1内のNANDセルユニットNU内にある全てのトラン
ジスタはONの状態であるので、ビット線BL1−2以
外のビット線BLも0Vになる。このような方式により
ワード線WL1〜WL8とビット線BLを予定された電
圧に設定する期間が図16に示すt2 からt3 までの期
間で、例えば約2μsecの期間である。
At this time, the programming of the memory transistor 240 fails, that is, the memory transistor 2
Assuming that the threshold voltage of 40 is lower than the program verification voltage of 0.8 V, the memory transistor 240 becomes conductive, and the bit lines BL1-2 connected to this transistor 240 become the reference potential, that is, 0V. Bit lines BL1-1 and BL1 other than the bit lines BL1-2
Block BK connected to -3 to BL1-256
Since all the transistors in the NAND cell unit NU in 1 are ON, the bit lines BL other than the bit lines BL1-2 also become 0V. The period in which the word lines WL1 to WL8 and the bit line BL are set to a predetermined voltage by such a method is a period from t2 to t3 shown in FIG. 16, for example, a period of about 2 μsec.

【0096】図16に示すt3 からt4 までの期間(例
えば約500nsec)は検証感知期間である。t3 で
制御信号φ2 が“H”状態になり、図3のNチャネルト
ランジスタ52をONとする。ビット線BL1−2上の
基準電位は、D形トランジスタ38、40を通じてビッ
ト線BL1−2とゲートが連結されたNチャネルトラン
ジスタ50をOFFとし、ラッチPB1−2内のデータ
は論理“0”で維持される。同様に、他のビット線BL
も基準電位にあるので、これらビット線BLと関連する
Nチャネルトランジスタ50もOFFとされ、ラッチP
B1−2以外のラッチPB1−1、PB1−3〜PB1
−256のデータは以前の論理“1”で維持される。こ
のような方式で、検証感知動作によりラッチPBk−1
〜PBk−256に貯蔵された検証感知データは、ON
状態のインバータ48及び信号線群70を通じて、図1
2に示すNチャネルトランジスタ212、214、…、
216の各ゲートにそれぞれ送られる。
The period from t3 to t4 (for example, about 500 nsec) shown in FIG. 16 is a verification sensing period. At time t3, the control signal .phi.2 becomes "H", and the N-channel transistor 52 shown in FIG. 3 is turned on. The reference potential on the bit line BL1-2 turns off the N-channel transistor 50 whose gate is connected to the bit line BL1-2 through the D-type transistors 38 and 40, and the data in the latch PB1-2 is logic "0". Will be maintained. Similarly, other bit lines BL
Are also at the reference potential, the N-channel transistor 50 associated with these bit lines BL is also turned off, and the latch P
Latches PB1-1 other than B1-2, PB1-3 to PB1
-256 data is maintained at the previous logic "1". In this manner, the latch PBk-1 is operated by the verification sensing operation.
The verification sensing data stored in ~ PBk-256 is ON
1 through the inverter 48 and the signal line group 70 in the state shown in FIG.
, N-channel transistors 212, 214,.
216 to each gate.

【0097】したがって、ラッチPB1−2に貯蔵され
た論理“0”(又は“L”状態)の検証感知データは、
第1列ブロックCB1に接続されるNORゲート234
(図12)を構成するNチャネルトランジスタ214の
ゲートに、反転されて“H”状態で提供され、このNチ
ャネルトランジスタ214をONとし、信号線210を
基準電位に放電させる。このとき、制御信号バーSFP
は検証チェック時にのみ“L”状態になる信号なので、
信号FP1は“L”状態になる。一方、他の列ブロック
CB2〜CB8内のラッチPBk−1〜PBk−256
は全部“H”状態を貯蔵しているので、各列ブロックC
Bに対応するNORゲート234のNチャネルトランジ
スタ212、214、…、216はOFFとなる。した
がって、各信号線210は、Pチャネルトランジスタ2
18、D形トランジスタ220により“H”状態を維持
し、信号FP2〜FP8は全部“H”状態である。それ
により、図13に示す論理積回路236の出力線232
は、“H”状態から“L”状態になる。これは、メモリ
トランジスタ240が正しくプログラムされなかったこ
とを表している。すなわち、メモリトランジスタ240
が、設定された最小しきい電圧に到達しなかったことが
チェックされる。そして、出力線232上のプログラム
判別信号PDSはタイミング回路(図示を省略)に送ら
れ、このタイミング回路が“L”状態のプログラム判別
信号PDSに応答して、再プログラムを遂行するように
図15に示すt1 〜t5 の間のタイミング信号を発生す
る。つまり、再プログラム動作が自動的に行われる。
Therefore, the verification sensing data of logic "0" (or "L" state) stored in the latches PB1-2 is as follows:
NOR gate 234 connected to first column block CB1
The gate of the N-channel transistor 214 (FIG. 12) is inverted and provided in the “H” state. The N-channel transistor 214 is turned on, and the signal line 210 is discharged to the reference potential. At this time, the control signal bar SFP
Is a signal which becomes “L” only at the time of verification check,
Signal FP1 attains an "L" state. On the other hand, the latches PBk-1 to PBk-256 in the other column blocks CB2 to CB8
Store the "H" state, so that each column block C
The N-channel transistors 212, 214,... 216 of the NOR gate 234 corresponding to B are turned off. Therefore, each signal line 210 is connected to the P-channel transistor 2
18. The "H" state is maintained by the D-type transistor 220, and the signals FP2 to FP8 are all in the "H" state. Thereby, the output line 232 of the AND circuit 236 shown in FIG.
Changes from the “H” state to the “L” state. This indicates that the memory transistor 240 was not correctly programmed. That is, the memory transistor 240
Have not reached the set minimum threshold voltage. Then, the program discrimination signal PDS on the output line 232 is sent to a timing circuit (not shown), and this timing circuit responds to the program discrimination signal PDS in the “L” state to execute reprogramming in FIG. A timing signal between t1 and t5 is generated. That is, the reprogram operation is automatically performed.

【0098】このような再プログラム動作は、マイクロ
プロセッサの制御やデータの再ローディングの要求を必
要とせずに、EEPROMの内部回路により自動的に行
うことができるが、必要であれば、マイクロプロセッサ
からEEPROMの入出力端のうちのいずれかを通して
プログラム判別信号PDSを入力し、再プログラム動作
を制御するようにもできる。
Such a reprogram operation can be automatically performed by an internal circuit of the EEPROM without requiring control of the microprocessor or a request for reloading data. The program discrimination signal PDS may be input through one of the input / output terminals of the EEPROM to control the reprogram operation.

【0099】以上のような反復的なプログラム動作によ
り、メモリトランジスタ240が所望のしきい電圧(例
えば0.8V)となった場合、プログラム動作後に行わ
れるプログラム検証動作で、このメモリトランジスタ2
40は非導通状態になる。したがって、ビット線BL1
−2は電流源トランジスタ54を通じて供給される定電
流により約2〜3Vに充電され、このビット線BL1−
2に接続されるNチャネルトランジスタ50がONとな
る。つまり、ラッチPB1−2の検証感知データは、論
理“0”から論理“1”に変更される。前述したよう
に、他のラッチは論理“1”の検証感知データを貯蔵す
るので、全てのラッチPBk−1〜PBk−256が論
理“1”の検証感知データを貯蔵することになる。すな
わち、ページプログラム動作で全てのメモリトランジス
タM1〜M8が正しくプログラムされたとすると、ラッ
チPBk−1〜PBk−256に貯蔵された検証感知デ
ータは全部論理“1”とされる。それにより、図12に
示すNORゲート234を構成するNチャネルトランジ
スタ212、214、…、216が全部OFFとされ、
プログラム検証チェック時に“L”状態となる制御信号
バーSFPに応じて信号FP1〜FP8は全部“H”状
態となる。すると、図13に示す論理積回路236から
“H”状態のプログラム判別信号PDSが出力される。
これは、プログラム動作が成功したことを表す。
When the memory transistor 240 reaches a desired threshold voltage (for example, 0.8 V) by the repetitive program operation as described above, the memory transistor 2 is subjected to a program verification operation performed after the program operation.
40 becomes non-conductive. Therefore, bit line BL1
-2 is charged to about 2-3 V by a constant current supplied through the current source transistor 54, and the bit line BL1-
The N-channel transistor 50 connected to 2 turns ON. That is, the verification sensing data of the latches PB1-2 is changed from logic "0" to logic "1". As described above, since the other latches store the logic "1" verification sensing data, all the latches PBk-1 to PBk-256 store the logic "1" verification sensing data. That is, assuming that all the memory transistors M1 to M8 are correctly programmed in the page program operation, the verification sensing data stored in the latches PBk-1 to PBk-256 are all set to logic "1". As a result, all the N-channel transistors 212, 214,..., 216 constituting the NOR gate 234 shown in FIG.
Signals FP1 to FP8 all become "H" in response to control signal SFP which becomes "L" at the time of the program verification check. Then, an AND circuit 236 shown in FIG. 13 outputs a program discrimination signal PDS in the “H” state.
This indicates that the program operation was successful.

【0100】プログラムとその後のプログラム検証を通
じて論理“1”にプログラムされるはずのメモリトラン
ジスタ(M1〜M8)のうち、幾つかはプログラムに成
功し、残りはプログラムに失敗したとする。このとき、
成功したメモリトランジスタに対応するラッチ(PBk
−1〜PBk−256)内のデータは論理“0”から論
理“1”に変更され、失敗したメモリトランジスタに対
応するラッチ内のデータは論理“0”を維持する。成功
の場合、ラッチ内のデータは論理“1”で貯蔵されるの
で、以後の再プログラム動作において、これらに対応す
るビット線BLは5Vに充電される。そして、前述のプ
ログラム動作のようにして再プログラム動作で選択され
た第1選択線SL1は5Vにあり、また、各NANDセ
ルユニットNUを構成するメモリトランジスタのソース
及びドレインの各接合とチャネルが7Vのプログラム防
止電圧Vpiに充電されているので、前記充電されたビ
ット線BLに接続されている選択された第1選択トラン
ジスタST1は非導通状態になる。つまり、再プログラ
ム動作でプログラムの成功したメモリトランジスタは、
充電されたプログラム防止電圧Vpiによりプログラム
が防止される。したがって、すでに書込の成功している
セルへの過剰書込が防止され、結果的にエンハンスメン
ト形のしきい電圧は均一化され、また不必要なトンネル
電界印加によるセル劣化を防ぐことができる。一方、プ
ログラムに失敗したメモリトランジスタの場合、対応す
るラッチが論理“0”のデータを貯蔵しているので、そ
れらに対してのみ再プログラムが遂行されることにな
る。このような反復的な動作により、選択されたワード
線WLについての論理“1”にプログラムされるメモリ
トランジスタが全部プログラムに成功すると、プログラ
ム検証でプログラム判別信号PDSが“H”状態で出力
され、再プログラム動作が終了される。
It is assumed that some of the memory transistors (M1 to M8) that are to be programmed to logic "1" through programming and subsequent program verification succeed in programming, and others fail in programming. At this time,
The latch (PBk) corresponding to the successful memory transistor
-1 to PBk-256) is changed from logic "0" to logic "1", and the data in the latch corresponding to the failed memory transistor maintains logic "0". If successful, the data in the latch is stored at a logic "1", so that in subsequent reprogram operations, their corresponding bit lines BL are charged to 5V. The first selection line SL1 selected by the reprogram operation as in the above-described program operation is at 5V, and the junction and channel of the source and drain of the memory transistor constituting each NAND cell unit NU are 7V. , The selected first selection transistor ST1 connected to the charged bit line BL is turned off. In other words, the memory transistor that has been successfully programmed by the reprogram operation is
The program is prevented by the charged program prevention voltage Vpi. Therefore, excessive writing to a cell to which writing has already been successfully performed is prevented, and as a result, the threshold voltage of the enhancement type is made uniform, and cell deterioration due to unnecessary application of a tunnel electric field can be prevented. On the other hand, in the case of a memory transistor that has failed in programming, the corresponding latch stores data of logic "0", so that reprogramming is performed only on those data. By such repetitive operation, when all the memory transistors programmed to the logic “1” for the selected word line WL have been successfully programmed, the program determination signal PDS is output in the “H” state in the program verification, The reprogram operation ends.

【0101】尚、プログラム検証で使用される本発明に
係る回路は、NOR形のメモリセルアレイを有するEE
PROMでも適用可能である。
The circuit according to the present invention used in the program verification is an EE having a NOR type memory cell array.
PROM is applicable.

【0102】このようなプログラム検証技術には、次の
ような種々の利点がある。第一に、プログラム検証動作
を、チップ外部のマイクロプロセッサの制御を受けなく
ともチップの内部回路により自動的に遂行することがで
きる。第二に、データレジスタを、データローディング
動作ではデータラッチ、プログラム検証動作では検証感
知回路、そして後述する読出動作ではセンスアンプとし
て、共通して使用することができるので、周辺回路の簡
素化が可能になる。第三に、プログラムされるメモリト
ランジスタのしきい電圧を、設定された最小しきい電圧
以上の狭い範囲内にバラツキを少なくしておさめること
ができ、そして、過プログラムを防止できる。バラツキ
の少ないしきい電圧は、プログラム動作をより短期間で
行うことで得ることができる。また、プログラムに成功
したメモリトランジスタは、対応するラッチのデータが
変更されることで、自動的にそれ以降のプログラムが禁
止されるので、過プログラムの防止が可能である。
The program verification technique has various advantages as follows. First, the program verification operation can be automatically performed by the internal circuit of the chip without being controlled by the microprocessor outside the chip. Second, the data register can be commonly used as a data latch in a data loading operation, as a verification sensing circuit in a program verification operation, and as a sense amplifier in a read operation described later, so that peripheral circuits can be simplified. become. Third, the threshold voltage of the memory transistor to be programmed can be reduced within a narrow range equal to or higher than a set minimum threshold voltage, and over-programming can be prevented. A threshold voltage with little variation can be obtained by performing the program operation in a shorter time. Further, the memory transistor that has been successfully programmed is automatically prohibited from being programmed thereafter by changing the data of the corresponding latch, so that over-programming can be prevented.

【0103】読出モード Read mode

【0104】図16に、この実施例の読出動作のタイミ
ング図を示す。図16に示すt1 からt2 までの期間
は、ワード線WL1〜WL8と全てのビット線BLk−
1〜BLk−256を基準電位に放電し、ラッチPBk
−1〜PBk−256に論理“0”のデータを貯蔵させ
るリセット期間である。この期間中、制御信号φ1 と信
号線SBL、DCBが“H”状態にあるので、ビット線
BLk−1〜BLk−256はNチャネルトランジスタ
37を通じて基準電位に放電され、ラッチPBk−1〜
PBk−256は論理“0”にリセットされる。このと
き、制御信号バーWE、バーPGM、バーSLE、バー
Xd、バーBLK、バーDS、バーERA、クロック信
号φR 、及び電圧Vpgm、Vpas、Vpiのタイミ
ングは、図15のt3 〜t5 の間のタイミングと同じで
ある。制御信号バーPVF、バーSUPは、プログラム
検証動作を除いた全ての動作で常に“H”状態にある。
FIG. 16 is a timing chart of the read operation of this embodiment. During the period from t1 to t2 shown in FIG. 16, the word lines WL1 to WL8 and all the bit lines BLk-
1 to BLk-256 are discharged to the reference potential, and the latch PBk is discharged.
This is a reset period in which data of logic "0" is stored in -1 to PBk-256. During this period, since the control signal φ1 and the signal lines SBL and DCB are in the "H" state, the bit lines BLk-1 to BLk-256 are discharged to the reference potential through the N-channel transistor 37, and the latches PBk-1 to Pkk-1.
PBk-256 is reset to logic "0". At this time, the timings of the control signals WE, PGM, SLE, Xd, BLK, DS, ERA, the clock signal φR, and the voltages Vpgm, Vpas, Vpi are between t3 and t5 in FIG. Same as timing. The control signals PVF and SUP are always in the “H” state in all operations except the program verification operation.

【0105】図16に示すt2 からt4 までの期間は、
メモリセルから読出されるデータを感知し、ラッチPB
k−1〜PBk−256に、感知されたデータを貯蔵す
る期間である。この期間で、制御信号バーWE、バーP
GM、バーSLE、バーXd、バーBLK、バーDS、
バーERA、φ3 、φ4 、及びクロック信号φR は
“H”状態を維持し、電圧Vpgm、Vpas、Vp
i、信号線SBL、DCB、及び制御信号φ1 、φ5 は
全て“L”状態を維持する。
The period from t2 to t4 shown in FIG.
Sense data read from a memory cell, and latch
This is a period for storing the sensed data in k-1 to PBk-256. During this period, the control signals WE, P
GM, bar SLE, bar Xd, bar BLK, bar DS,
The signals ERA, φ3, φ4, and the clock signal φR maintain the "H" state, and the voltages Vpgm, Vpas, Vp
i, the signal lines SBL and DCB, and the control signals φ1 and φ5 all maintain the “L” state.

【0106】前述のプログラムモードにおいて、ページ
プログラムされたメモリブロックBK1のワード線WL
4と接続されたトランジスタM4から読出動作が行われ
ると仮定して説明する。
In the aforementioned program mode, the word line WL of the page-programmed memory block BK1 is set.
The description will be made on the assumption that the read operation is performed from the transistor M4 connected to the transistor M4.

【0107】t2 とt3 との間の動作は、前述したプロ
グラム検証動作と類似した方式で行われる。簡単に説明
すれば、選択されたメモリブロックBK1と関連する図
6に示すブロック選択制御回路18は、メモリブロック
BK1を指定するアドレス信号Pl、Ql、Rlに応答
して、第1、第2選択ゲート線SGL1−1、SGL1
−2とブロック選択制御線BSC1を5Vに維持する。
制御信号バーPVFが“H”状態にあるので、図7に示
す検証電圧発生回路164は高インピーダンスであり、
3ステートロジックのNANDゲート158はエネーブ
ルされている。したがって、選択されたワード線WL4
に対応する制御ゲート線CGL4は、ワード線WL4を
指定するアドレス信号A8 /バーA8 〜A10/バーA10
に応答して0Vとなる。一方、選択されないワード線W
L1〜WL3、WL5〜WL8に対応する制御ゲート線
CGL1〜CGL3、CGL5〜CGL8は5Vとな
る。そして、図8に示すソース線駆動回路22は、共通
ソース線CSLに0Vを出力する。つまり、図2に示す
伝達トランジスタアレイ34−1がONとなり、メモリ
ブロックBK1内の第1、第2選択線SL1、SL2と
選択されないワード線WL1〜WL3、WL5〜WL8
が5V、選択されたワード線WL4が0Vとされる。
The operation between t2 and t3 is performed in a manner similar to the program verification operation described above. In brief, the block selection control circuit 18 shown in FIG. 6 associated with the selected memory block BK1 responds to the address signals Pl, Ql, Rl specifying the memory block BK1 in response to the first and second selections. Gate lines SGL1-1, SGL1
-2 and the block selection control line BSC1 are maintained at 5V.
Since the control signal PVF is in the “H” state, the verification voltage generation circuit 164 shown in FIG.
The 3-state logic NAND gate 158 is enabled. Therefore, the selected word line WL4
The control gate line CGL4 corresponding to the address signal A8 / bar A8 to A10 / bar A10 for designating the word line WL4.
To 0V in response to On the other hand, the unselected word line W
The control gate lines CGL1 to CGL3 and CGL5 to CGL8 corresponding to L1 to WL3 and WL5 to WL8 are set to 5V. Then, the source line driving circuit 22 shown in FIG. 8 outputs 0 V to the common source line CSL. That is, the transmission transistor array 34-1 shown in FIG. 2 is turned ON, and the first and second selection lines SL1 and SL2 in the memory block BK1 and the unselected word lines WL1 to WL3 and WL5 to WL8.
Is set to 5V, and the selected word line WL4 is set to 0V.

【0108】制御信号φ3 がt2 で“H”状態になる
と、定電流回路33(図3)をエネーブルさせる。それ
によって、電流源トランジスタ54が、接続点36から
D形トランジスタ40、38を通じてビット線BLk−
1〜BLk−256に、約4μAの電流を供給する。メ
モリブロックBK1内のワード線WL4と接続されたメ
モリトランジスタ240のみが論理“1”にプログラム
されているので非道通であり、ビット線BL1−2は約
2〜3Vに充電され、その他のビット線BLは0Vとな
る。図16のt3 で制御信号φ2 が“H”状態になる
と、図3のNチャネルトランジスタ52は全部ONとさ
れる。すると、Nチャネルトランジスタ群50のうち、
ビット線BL1−2に関連したものだけが導通し、ラッ
チPB1−2が論理“1”を感知し貯蔵する。一方、そ
の他のラッチPB1−1、PB1−3〜PB1−256
は、対応するNチャネルトランジスタ50が非導通状態
なので、先のリセット動作に基づいた論理“0”を継続
して貯蔵する。すなわち、ページ読出しが行われる。
When the control signal φ3 goes high at t2, the constant current circuit 33 (FIG. 3) is enabled. As a result, the current source transistor 54 is connected to the bit line BLk- from the connection point 36 through the D-type transistors 40 and 38.
A current of about 4 μA is supplied to 1 to BLk-256. Since only the memory transistor 240 connected to the word line WL4 in the memory block BK1 is programmed to logic "1", it is inactive and the bit lines BL1-2 are charged to about 2-3V and the other bit lines are charged. BL becomes 0V. When the control signal φ2 changes to the “H” state at t3 in FIG. 16, all the N-channel transistors 52 in FIG. 3 are turned on. Then, of the N-channel transistor group 50,
Only those associated with bit lines BL1-2 conduct, and latches PB1-2 sense and store a logic "1". On the other hand, other latches PB1-1, PB1-3 to PB1-256
Since the corresponding N-channel transistor 50 is off, the logic "0" based on the previous reset operation is continuously stored. That is, page reading is performed.

【0109】ラッチPBk−1〜PBk−256内に貯
蔵されたデータは、インバータ48を介し、256サイ
クルの列アドレスと読出エネーブル信号バーWExのト
グリングに応答して順次にONとされる伝達トランジス
タT1〜T256及び出力バッファ28を通じて、各列
ブロックCB1〜CB8に対応する入出力端I/O1〜
I/O8にバイト(8ビット)単位で出力される。
The data stored in the latches PBk-1 to PBk-256 is transferred via the inverter 48 to the transfer transistor T1 which is sequentially turned on in response to the 256-cycle column address and toggling of the read enable signal WEx. Through T256 and the output buffer 28, the input / output terminals I / O1 to I / O1 corresponding to the respective column blocks CB1 to CB8.
The data is output to the I / O 8 in byte (8 bit) units.

【0110】その他の実施例(図17〜図21参照) Other Embodiments (see FIGS. 17 to 21)

【0111】図1〜図16を参照して説明した上記の実
施例のEEPROMは、それぞれが同一行に配列された
NANDセルユニットNUで構成される1024個のメ
モリブロックBKを有するメモリセルアレイ10と、プ
ログラム防止電圧VpiをNANDセルユニットNUに
充電するため、実質的にプログラムあるいは再プログラ
ム動作前にプログラム防止電圧Vpiを発生するソース
線駆動回路22とを有している。しかしながら、本発明
は上記実施例に限られるわけではない。例えば、本発明
において使用されるメモリセルアレイは、後述のように
共有のワード線を有するメモリブロックで構成すること
もできる。また、プログラム防止電圧をNANDセルユ
ニットに充電するためのソース線駆動回路22を用いず
に、制御ゲートからの容量結合方式を適用することもで
きる。このようなその他の実施例について、図17〜図
21を用いて説明する。
The EEPROM of the above embodiment described with reference to FIGS. 1 to 16 has a memory cell array 10 having 1024 memory blocks BK each constituted by NAND cell units NU arranged in the same row. In order to charge the NAND cell unit NU with the program prevention voltage Vpi, there is provided a source line drive circuit 22 for generating the program prevention voltage Vpi substantially before the program or reprogram operation. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the memory cell array used in the present invention can be configured by a memory block having a shared word line as described later. Further, a capacitive coupling method from a control gate can be applied without using the source line driving circuit 22 for charging the NAND cell unit with the program prevention voltage. Such another embodiment will be described with reference to FIGS.

【0112】図17は、共有のワード線WL1〜WL8
を有するメモリブロックSBKで構成されたメモリセル
アレイ10の回路例を示している。この図17に示すメ
モリセルアレイ10の周辺回路は、図3に示した先の実
施例の回路例と同様のものが用いられる。
FIG. 17 shows shared word lines WL1 to WL8.
1 shows a circuit example of a memory cell array 10 constituted by a memory block SBK having the following. As a peripheral circuit of the memory cell array 10 shown in FIG. 17, the same circuit as that of the circuit example of the previous embodiment shown in FIG. 3 is used.

【0113】図面の複雑化を避けるため、図17には、
第i番目のメモリブロックSBKi内の第k番目の列ブ
ロックCBkと関連するメモリセルの配列及び共有のワ
ード線のみを示している。この図17に示す16メガビ
ットのメモリセルを有するメモリセルアレイ10は、共
有のワード線WLを除いて、図2に示したメモリセルア
レイ10と同様の構成を有している。
To avoid complicating the drawing, FIG.
Only the arrangement of memory cells associated with the k-th column block CBk in the i-th memory block SBKi and only the shared word lines are shown. The memory cell array 10 having 16-megabit memory cells shown in FIG. 17 has the same configuration as the memory cell array 10 shown in FIG. 2 except for the shared word line WL.

【0114】各メモリブロックSBKi(i=1、2、
3…、512)は、2個のサブメモリブロック、すなわ
ち、上部メモリブロック(第1サブメモリブロック)U
SBKiと下部メモリブロック(第2サブメモリブロッ
ク)LSBKiとから構成されている。この上部、下部
メモリブロックUSBKi、LSBKiは、それぞれ図
2に示すメモリブロックBK1、BK2とほぼ同様のも
のである。ただし、上部メモリブロックUSBKi内の
ワード線WL1〜WL8は、下部メモリブロックLSB
Ki内のワード線WL1〜WL8と対応接続されてい
る。すなわち、上部メモリブロックUSBKiと下部メ
モリブロックLSBKiとは、ワード線WL1〜WL8
を共有している。
Each memory block SBKi (i = 1, 2,
, 512) are two sub memory blocks, that is, an upper memory block (first sub memory block) U
SBKi and a lower memory block (second sub-memory block) LSBKi. The upper and lower memory blocks USBKi and LSBKi are substantially the same as the memory blocks BK1 and BK2 shown in FIG. 2, respectively. However, the word lines WL1 to WL8 in the upper memory block USBKi are connected to the lower memory block LSB.
It is connected to word lines WL1 to WL8 in Ki. That is, the upper memory block USBKi and the lower memory block LSBKi are connected to the word lines WL1 to WL8.
Sharing.

【0115】ワード線WL1〜WL8は、伝達トランジ
スタBT2〜BT9の電流通路を通じて制御ゲート線C
GL1〜CGL8にそれぞれ接続されている。また、第
1上部選択線USL1と第1下部選択線LSL1は、伝
達トランジスタBT1、BT11の電流通路を通じて上
部、下部選択ゲート線USGLi、LSGLiにそれぞ
れ接続されている。さらに、第2上部選択線USL2及
び第2下部選択線LSL2は、伝達トランジスタBT1
0、BT12の電流通路を通じて上部、下部接地選択線
UGSL、LGSLにそれぞれ接続されている。第2上
部選択トランジスタUST2及び第2下部選択トランジ
スタLST2の各ソースは、共通ソース線CSLに接続
される。この共通ソース線CSLは基準電位、すなわち
接地されている。第1上部選択トランジスタUST1及
び第1下部選択トランジスタLST1の各ドレインは、
対応するビット線BLにそれぞれ接続されている。
Word lines WL1 to WL8 are connected to control gate lines C through current paths of transfer transistors BT2 to BT9.
They are connected to GL1 to CGL8, respectively. Further, the first upper selection line USL1 and the first lower selection line LSL1 are connected to the upper and lower selection gate lines USGLi and LSGLi through the current paths of the transfer transistors BT1 and BT11, respectively. Further, the second upper selection line USL2 and the second lower selection line LSL2 are connected to the transfer transistor BT1.
0, BT12 are connected to upper and lower ground selection lines UGSL, LGSL, respectively, through current paths. Each source of the second upper select transistor UST2 and the second lower select transistor LST2 is connected to a common source line CSL. This common source line CSL is at a reference potential, that is, grounded. Each drain of the first upper select transistor UST1 and the first lower select transistor LST1 is
Each is connected to a corresponding bit line BL.

【0116】制御ゲート線CGL1〜CGL8は、図7
に示すような制御ゲート駆動回路20に接続される。上
部、下部選択ゲート線USGLi、LSGLiは、図1
8に示すブロック選択制御回路318に接続されてい
る。各ブロック選択制御回路318は、アドレスの指定
により選択されたメモリブロックSBKi内の上部、下
部メモリブロックUSBKi、LSBKiのうちの一つ
を、各動作モードに従って選択する機能をもつ。そし
て、メモリブロックSBKiにそれぞれ対応するブロッ
ク選択制御回路318がEEPROM内に提供されてい
る。このように、各ブロック選択制御回路318は、上
部、下部メモリブロックUSBKi、LSBKiで構成
された一つのメモリブロックSBKiを制御するように
なっているため、実質的に、2個のメモリブロックが一
つのブロック選択制御回路318を共有しているような
構成とできる。このような構成によれば、周辺回路の占
有面積を減少させることが可能となるので、制限された
サイズの基板におけるメモリセルアレイの面積を相対的
に増加させられ、したがってメモリ容量を増加させるこ
とができるようになる。
The control gate lines CGL1 to CGL8 are
Is connected to the control gate drive circuit 20 as shown in FIG. The upper and lower select gate lines USGLi and LSGLi are shown in FIG.
8 is connected to the block selection control circuit 318 shown in FIG. Each block selection control circuit 318 has a function of selecting one of the upper and lower memory blocks USBKi and LSBKi in the memory block SBKi selected by specifying an address according to each operation mode. A block selection control circuit 318 corresponding to each of the memory blocks SBKi is provided in the EEPROM. As described above, since each block selection control circuit 318 controls one memory block SBKi composed of the upper and lower memory blocks USBKi and LSBKi, two memory blocks are substantially one. The configuration can be such that one block selection control circuit 318 is shared. According to such a configuration, the area occupied by the peripheral circuit can be reduced, so that the area of the memory cell array on a substrate having a limited size can be relatively increased, and thus the memory capacity can be increased. become able to.

【0117】上部接地選択線UGSLと下部接地選択線
LGSLは、図19に示す接地線駆動回路320と接続
される。この接地線駆動回路320は、メモリブロック
SBKi内の上部、下部接地選択線UGSL、LGSL
の両方に接続される。そして、接地線駆動回路320
は、上部、下部接地選択線UGSL、LGSLに、それ
ぞれの動作モードに応じて適切な電圧を提供する。
The upper ground selection line UGSL and the lower ground selection line LGSL are connected to a ground line drive circuit 320 shown in FIG. The ground line drive circuit 320 is connected to upper and lower ground selection lines UGSL, LGSL in the memory block SBKi.
Connected to both. Then, the ground line driving circuit 320
Provides an appropriate voltage to the upper and lower ground selection lines UGSL, LGSL according to the respective operation modes.

【0118】図18に示す第i番目のメモリブロックS
BKiを制御するブロック選択制御回路318の構成例
を説明する。デコーダ322は、アドレス信号Pl、Q
l、Rlと制御信号バーXdを入力とする。このアドレ
ス信号Pl、Ql、Rlは、アドレスバッファ(図示を
省略)からの行アドレス信号A11/バーA11〜A20/バ
ーA20の中のアドレス信号A12/バーA12〜A20/バー
A20をプリデコードしたアドレス信号である。前記アド
レスバッファからの行アドレス信号A11/バーA11はタ
イミング回路(図示を省略)に入力され、各動作モード
に従って上部メモリブロックUSBKi又は下部メモリ
ブロックLSBKiを選択するための制御信号A11U 、
バーA11U 、A11l 、バーA11l 、A11j 、バーA11j
を発生するために使用される。動作モードに対するこの
制御信号の論理状態は、下記の表3の通りである。尚、
“H”は5Vの“H”状態、“L”は0Vの“L”状態
を示す。
The ith memory block S shown in FIG.
A configuration example of the block selection control circuit 318 that controls BKi will be described. The decoder 322 outputs the address signals Pl, Q
1 and Rl and a control signal Xd are input. These address signals Pl, Ql, Rl are addresses obtained by pre-decoding the address signals A12 / A12-A20 / A20 in the row address signals A11 / A11-A20 / A20 from an address buffer (not shown). Signal. A row address signal A11 / bar A11 from the address buffer is input to a timing circuit (not shown), and a control signal A11U for selecting the upper memory block USBKi or the lower memory block LSBKi according to each operation mode.
Bar A11U, A11l, Bar A11l, A11j, Bar A11j
Used to generate The logical state of this control signal for the operation mode is as shown in Table 3 below. still,
“H” indicates a 5V “H” state, and “L” indicates a 0V “L” state.

【0119】[0119]

【表3】 [Table 3]

【0120】デコーダ322の出力は、NANDゲート
324の一方の入力及びインバータ326の入力とな
る。このNANDゲート324の他方の入力は消去制御
信号バーERAとされる。そして、NANDゲート32
4の出力は、Nチャネルトランジスタ350とPチャネ
ルトランジスタ352とから構成されたCMOS伝達ゲ
ート328からD形トランジスタ330の電流通路を通
じて、上部選択ゲート線USGLiに送られる。CMO
S伝達ゲート328とD形トランジスタ330との間の
接続点358と基準電位端との間には、Nチャネルトラ
ンジスタ332の電流通路が接続されている。これらN
チャネルトランジスタ350、332、Pチャネルトラ
ンジスタ352、及びD形トランジスタ330の各ゲー
トには、制御信号A11U 、バーA11j 、バーA11U 、バ
ーWEm がそれぞれ入力される。尚、制御信号バーWE
m は、ブロック消去動作でのみ“L”状態で、その他の
動作では“H”状態となる。
The output of the decoder 322 becomes one input of the NAND gate 324 and the input of the inverter 326. The other input of NAND gate 324 is used as erase control signal ERA. And the NAND gate 32
The output of 4 is sent from the CMOS transmission gate 328 composed of the N-channel transistor 350 and the P-channel transistor 352 to the upper select gate line USGLi through the current path of the D-type transistor 330. CMO
A current path of the N-channel transistor 332 is connected between a connection point 358 between the S transmission gate 328 and the D-type transistor 330 and a reference potential terminal. These N
Control signals A11U, A11j, A11U, and WEm are input to the gates of the channel transistors 350 and 332, the P-channel transistor 352, and the D-type transistor 330, respectively. The control signal bar WE
m is in the “L” state only in the block erase operation, and is in the “H” state in the other operations.

【0121】また、NANDゲート324の出力は、N
チャネルトランジスタ354とPチャネルトランジスタ
356とから構成されたCMOS伝達ゲート334から
D形トランジスタ336の電流通路を通じて下部選択ゲ
ート線LSGLiに送られる。このCMOS伝達ゲート
334とD形トランジスタ336との間の接続点360
と基準電位端との間には、Nチャネルトランジスタ33
8の電流通路が接続されている。そして、Nチャネルト
ランジスタ354、338、Pチャネルトランジスタ3
56、及びD形トランジスタ336の各ゲートには、制
御信号バーA11l 、A11j 、A11l 、バーWEm がそれ
ぞれ入力される。
The output of NAND gate 324 is N
The signal is sent from the CMOS transmission gate 334 including the channel transistor 354 and the P-channel transistor 356 to the lower select gate line LSGLi through the current path of the D-type transistor 336. A connection point 360 between the CMOS transmission gate 334 and the D-type transistor 336
Between the N-channel transistor 33 and the reference potential end.
Eight current paths are connected. Then, N-channel transistors 354 and 338 and P-channel transistor 3
The control signals A11l, A11j, A11l, and WEm are input to the gate of the transistor 56 and the gate of the D-type transistor 336, respectively.

【0122】前記インバータ326の出力は、相互に並
列に接続されたD形トランジスタ340とNチャネルト
ランジスタ342の電流通路とD形トランジスタ344
の電流通路とを通じてブロック選択制御線BSCiに送
られる。D形トランジスタ340のゲートはデコーダ3
22の出力を受けるようにされ、D形トランジスタ34
4とNチャネルトランジスタ342の各ゲートは、電源
供給電圧Vcc(例えば5V)を受けるようになってい
る。NORゲート346は、その一方の入力端にクロッ
ク信号φR を受け、他方の入力端にデコーダ322の出
力を受ける。このNORゲート346の出力端とブロッ
ク選択制御線BSCiとの間には、チャージポンプ回路
348が設けられている。
The output of the inverter 326 is connected to the current path of the D-type transistor 340 and the N-channel transistor 342 and the D-type transistor 344 connected in parallel.
And to the block selection control line BSCi. The gate of the D-type transistor 340 is connected to the decoder 3
22 and a D-type transistor 34
4 and each gate of the N-channel transistor 342 receive the power supply voltage Vcc (for example, 5 V). NOR gate 346 receives clock signal φR at one input terminal and receives the output of decoder 322 at the other input terminal. A charge pump circuit 348 is provided between the output terminal of the NOR gate 346 and the block selection control line BSCi.

【0123】メモリブロックSBKiを選択するアドレ
スがブロック選択制御回路318に入力されると、消
去、プログラム検証、読出モードでブロック選択制御線
BSCiは約4.3Vとなり、プログラムモードでブロ
ック選択制御線BSCiは18Vのプログラム電圧Vp
gmとなる。一方、選択されないメモリブロックSBK
と関連する各ブロック選択制御回路318に接続された
ブロック選択制御線BSCは、それらのモードで0Vと
なる。
When an address for selecting the memory block SBKi is input to the block selection control circuit 318, the block selection control line BSCi becomes about 4.3 V in the erase, program verification, and read modes, and the block selection control line BSCi in the program mode. Is the program voltage Vp of 18V
gm. On the other hand, the unselected memory block SBK
The block selection control line BSC connected to each of the block selection control circuits 318 associated with と becomes 0 V in those modes.

【0124】メモリブロックSBKiがアドレスによっ
て指定され、アドレス信号A11が“H”状態であれば、
プログラム、プログラム検証、読出モードで上部選択ゲ
ート線USGLiは5V、下部選択ゲート線LSGLi
はNチャネルトランジスタ338のONにより0Vとな
る。また、メモリブロックSBKiがアドレスによって
指定され、アドレス信号A11が“L”状態であれば、プ
ログラム、プログラム検証、読出モードで下部選択ゲー
ト線LSGLiは5V、上部選択ゲート線USGLiは
Nチャネルトランジスタ332のONにより0Vとな
る。さらに、ブロック消去モードでは、上部、下部選択
ゲート線USGLi、LSGLiは、全て約2〜3Vの
フローティング状態になる。
If the memory block SBKi is specified by an address and the address signal A11 is in the "H" state,
The upper select gate line USGLi is 5 V and the lower select gate line LSGLi is in program, program verify, and read mode.
Becomes 0 V when the N-channel transistor 338 is turned on. If the memory block SBKi is specified by an address and the address signal A11 is in the “L” state, the lower select gate line LSGLi is set to 5 V and the upper select gate line USGLi is set to the N-channel transistor 332 in the program, program verify, and read modes. It becomes 0V by ON. Further, in the block erase mode, the upper and lower select gate lines USGLi and LSGLi are all in a floating state of about 2-3V.

【0125】図19に示すように、接地線駆動回路32
0は、インバータ362、364、366、368、3
70、372、374とNORゲート376、378と
から構成されている。この接地線駆動回路320は、プ
ログラムモードで上部、下部接地選択線UGSL、LG
SLに0Vを出力する。読出モード及びプログラム検証
モードにおいて上部メモリブロックUSBKiが選択さ
れると、上部接地選択線UGSLを“H”状態すなわち
5Vとし、下部接地選択線LGSLを0Vとする。反対
に、読出モード及びプログラム検証モードで下部メモリ
ブロックLSBKiが選択されると、下部接地選択線L
GSLを5Vとし、上部接地選択線UGSLを0Vとす
る。一方、ブロック消去モードでは、上部、下部接地選
択線UGSL、LGSLを5Vとする。
As shown in FIG. 19, the ground line driving circuit 32
0 indicates inverters 362, 364, 366, 368, 3
70, 372 and 374 and NOR gates 376 and 378. In the program mode, the ground line drive circuit 320 operates in the upper and lower ground selection lines UGSL and LG.
0V is output to SL. When the upper memory block USBKi is selected in the read mode and the program verification mode, the upper ground selection line UGSL is set to the “H” state, that is, 5V, and the lower ground selection line LGSL is set to 0V. Conversely, when the lower memory block LSBKi is selected in the read mode and the program verification mode, the lower ground selection line L
GSL is set to 5V, and the upper ground selection line UGSL is set to 0V. On the other hand, in the block erase mode, the upper and lower ground selection lines UGSL and LGSL are set to 5V.

【0126】この実施例の動作は、上部、下部メモリブ
ロックUSBKiを選択する動作を有する点と、プログ
ラム動作におけるキャパシティブカップリング技術によ
るNANDセルユニット充電動作とが先の実施例と異な
り、その他の動作は先の実施例とほぼ同様である。した
がって、異なる部分に重点をおいて説明し、重複する説
明は適宜省略する。
The operation of this embodiment is different from the previous embodiment in that the operation of selecting the upper and lower memory blocks USBKi and the operation of charging the NAND cell unit by the capacitive coupling technique in the program operation are different from those of the previous embodiment. Is almost the same as in the previous embodiment. Therefore, description will be made with emphasis on different parts, and duplicate description will be appropriately omitted.

【0127】図20にブロック消去モードでのタイミン
グ図を示す。t1 からt2 までの期間は、メモリセルア
レイ10内の全てのワード線を0Vに放電する期間であ
る。この期間において、制御ゲート線CGL1〜CGL
8は、図7に関連して説明したように0Vである。ま
た、この期間で、制御信号バーBLKは“L”状態を維
持し、プリデコーダ(図示を省略)は、“L”状態の制
御信号バーBLKに応答して全部“H”状態となるアド
レス信号Pl、Ql、Rlを発生する。それによって、
図18に示すデコーダ322の出力は“L”状態とな
る。したがって、ブロック選択制御線BSC1〜BSC
512は全部約4.3Vとなり、図17に示す伝達トラ
ンジスタアレイ34−1〜34−512内の伝達トラン
ジスタBT2〜BT9が全部ONとされ、全てのワード
線WL1〜WL8は接地される。
FIG. 20 is a timing chart in the block erase mode. The period from t1 to t2 is a period during which all word lines in the memory cell array 10 are discharged to 0V. During this period, the control gate lines CGL1 to CGL
8 is 0 V as described in connection with FIG. During this period, the control signal / BLK maintains the "L" state, and the predecoder (not shown) responds to the "L" state of the control signal / BLK to set the address signal to the "H" state. Generates Pl, Ql, Rl. Thereby,
The output of the decoder 322 shown in FIG. 18 is in the “L” state. Therefore, block selection control lines BSC1 to BSC
All the transmission transistors 512 have a voltage of about 4.3 V, the transmission transistors BT2 to BT9 in the transmission transistor arrays 34-1 to 34-512 shown in FIG. 17 are all turned on, and all the word lines WL1 to WL8 are grounded.

【0128】図16に示すt2 からt3 までの期間は、
選択されたメモリブロックSBKiを消去する期間であ
る。この期間で、制御ゲート線CGL1〜CGL8は、
t1からt2 までの期間のように0Vを維持する。選択
されたメモリブロックSBKiと関連するブロック選択
制御回路318は、選択されたブロック選択制御線BS
Ciに約4.3Vを提供する。一方、選択されないメモ
リブロックSBKと関連するブロック選択制御回路31
8は、選択されないブロック選択制御線BSCに0Vを
出力する。そして、t2 で、選択されたメモリブロック
SBKi内の上部、下部メモリブロックUSBKi、L
SBKiのワード線WLは全部0Vであり、選択されな
いメモリブロックSBK内の全てのワード線WLはフロ
ーティング状態にある。このとき、t2 で、図5に示す
ウェル電極114に20Vの消去電圧Veraが印加さ
れるので、前記選択されないメモリブロックSBK内の
全てのワード線WLはほぼ20Vの電圧にキャパシティ
ブカップリングされ、選択されないメモリブロックSB
K内の全てのメモリトランジスタM1〜M8の消去は防
止される。一方、t2 とt3 との間で、選択されたメモ
リブロックSBKi内の各メモリトランジスタM1〜M
8は、チャネルと制御ゲートとの間に印加される消去電
圧により、約−2〜−3Vのしきい電圧を有するD形ト
ランジスタに変更される。すなわち、“L”状態(又は
データ“0”)が記憶される。
The period from t2 to t3 shown in FIG.
This is a period during which the selected memory block SBKi is erased. During this period, the control gate lines CGL1 to CGL8 are
0V is maintained as in the period from t1 to t2. The block selection control circuit 318 associated with the selected memory block SBKi outputs the selected block selection control line BS
Provide about 4.3V to Ci. On the other hand, the block selection control circuit 31 associated with the unselected memory block SBK
8 outputs 0 V to the unselected block selection control line BSC. Then, at t2, the upper and lower memory blocks USBKi, L in the selected memory block SBKi are set.
All word lines WL of SBKi are at 0 V, and all word lines WL in unselected memory blocks SBK are in a floating state. At this time, at time t2, the erase voltage Vera of 20 V is applied to the well electrode 114 shown in FIG. Memory block SB
Erasure of all the memory transistors M1 to M8 in K is prevented. On the other hand, between t2 and t3, each of the memory transistors M1-M in the selected memory block SBKi is
8 is changed to a D-type transistor having a threshold voltage of about -2 to -3 V by an erase voltage applied between the channel and the control gate. That is, the “L” state (or data “0”) is stored.

【0129】さらに、t2 からt3 までのブロック消去
期間において、選択されたブロック選択制御線BSCi
は約4.3V、上部、下部選択ゲート線USGLi、L
SGLiは約2〜3V、上部、下部接地選択線UGS
L、LGSLは5Vとされるので、選択されたメモリブ
ロックSBKiに関連する第1上部、下部選択線USL
1、LSL1は約2〜3Vとなり、選択されたメモリブ
ロックSBKiと関連する第2上部、下部選択線USL
2、LSL2は共にフローティング状態となる。したが
って、これら第2上部、下部選択線USL2、LSL2
と接続された第2上部、下部選択トランジスタUST
2、LST2のうちのいずれかが故障したときでも、ウ
ェル電極114から第2上部、下部選択線USL2、L
SL2を介しての漏泄電流は防止される。
Further, during the block erase period from t2 to t3, the selected block selection control line BSCi
Is about 4.3V, upper and lower select gate lines USGLi, L
SGLi is about 2-3V, upper and lower ground selection line UGS
Since L and LGSL are set to 5V, the first upper and lower selection lines USL related to the selected memory block SBKi are set.
1, LSL1 is about 2-3V, and the second upper and lower select lines USL associated with the selected memory block SBKi.
2 and LSL2 are both in a floating state. Therefore, these second upper and lower selection lines USL2, LSL2
Upper and lower select transistors UST connected to
2 and LST2, the second upper and lower select lines USL2, L
Leakage current through SL2 is prevented.

【0130】以上のブロック消去動作における主要部分
の電圧関係を、次の表4にまとめて示す。
Table 4 below summarizes the voltage relationship of the main parts in the above-described block erase operation.

【0131】[0131]

【表4】 [Table 4]

【0132】図20に示すt3 からt4 までの期間は、
選択されないメモリブロックSBK内のワード線WLを
0Vに放電する期間である。図7と関連して説明したよ
うに、制御ゲート線CGL1〜CGL8は、“L”状態
の制御信号バーDSにより全部0Vを維持する。この期
間で、前述したように“L”状態の制御信号バーBLK
により、全てのブロック選択制御線BSC1〜BSC5
12が約4.3Vに維持され、全てのワード線WLは0
Vに放電される。そして、t4 〜t5 の期間で、“L”
状態の制御信号バーXdにより、上部、下部選択ゲート
線USGLi、LSGLiが全部0Vに維持される。一
方、t2 からt5 までの期間で、“H”状態の信号線D
CBにより、ビット線BLが0Vに放電される。
The period from t3 to t4 shown in FIG.
This is a period during which the word lines WL in the unselected memory blocks SBK are discharged to 0V. As described in connection with FIG. 7, all of the control gate lines CGL1 to CGL8 maintain 0 V by the control signal / DS in the "L" state. During this period, as described above, the control signal / BLK in the “L” state
As a result, all the block selection control lines BSC1 to BSC5
12 is maintained at about 4.3V, and all word lines WL
Discharged to V. Then, during the period from t4 to t5, "L"
The upper and lower select gate lines USGLi and LSGLi are all maintained at 0 V by the control signal Xd in the state. On the other hand, during the period from t2 to t5, the signal line D in the "H" state
The bit line BL is discharged to 0 V by CB.

【0133】図21に、この実施例におけるプログラム
モードでのタイミング図を示す。同図に示すt1 以前に
データローディング動作が行われる。このデータローデ
ィング動作は、図3と関連して先の実施例で説明したデ
ータローディング動作と同じように行われる。
FIG. 21 is a timing chart in the program mode in this embodiment. The data loading operation is performed before t1 shown in FIG. This data loading operation is performed in the same manner as the data loading operation described in the previous embodiment with reference to FIG.

【0134】図21に示すt1 からt2 までの期間は、
選択されたメモリトランジスタ(M1〜M8)にデータ
を書込む期間である。先の実施例のデータローディング
動作で説明したように、論理“1”の書込まれるメモリ
トランジスタに対応するビット線BLは“L”状態、す
なわち0Vにあり、論理“0”の書込まれるメモリトラ
ンジスタに対応するビット線BLは“H”状態、すなわ
ち5Vにある。図7と関連して既に説明したように、t
1 後に、選択された制御ゲート線CGLはプログラム電
圧Vpgm(例えば18V)になり、選択されない制御
ゲート線CGLは全部パス電圧Vpas(例えば10
V)になる。すなわち、4番目の制御ゲート線CGL4
がアドレスによって指定されるとすると、制御ゲート線
CGL4はプログラム電圧Vpgmになり、制御ゲート
線CGL1〜CGL3、CGL5〜CGL8は全部パス
電圧Vpasになる。
The period from t1 to t2 shown in FIG.
This is a period for writing data to the selected memory transistors (M1 to M8). As described in the data loading operation of the previous embodiment, the bit line BL corresponding to the memory transistor to which the logic "1" is written is in the "L" state, that is, 0V, and the memory to which the logic "0" is written. The bit line BL corresponding to the transistor is in the “H” state, that is, at 5V. As already explained in connection with FIG.
After one, the selected control gate lines CGL become the program voltage Vpgm (for example, 18 V), and all the unselected control gate lines CGL become the pass voltage Vpas (for example, 10 V).
V). That is, the fourth control gate line CGL4
Is specified by the address, the control gate line CGL4 becomes the program voltage Vpgm, and the control gate lines CGL1 to CGL3 and CGL5 to CGL8 all become the pass voltage Vpas.

【0135】また、3番目のメモリブロックSBK3が
アドレスによって指定され、アドレス信号A11が“H”
状態と仮定すると、図18に示す対応するデコーダ32
2の出力が“L”状態となり、ブロック選択制御線BS
C3は、t1 後にプログラム電圧Vpgmとなる。した
がって、伝達トランジスタアレイ34−3(図17)は
ONの状態にある。このとき、上部選択ゲート線USG
L3は5V、下部選択ゲート線LSGL3は0Vとな
る。一方、図19に示す接地線駆動回路320は、t1
からt2 までの期間で、上部、下部接地選択線UGS
L、LGSLに0Vを提供する。それによって、上部、
下部メモリブロックUSBK3、LSBK3内の第2上
部、下部選択トランジスタUST2、LST2が全部O
FFとなる。さらに、下部メモリブロックLSBK3内
の第1下部選択線LSL1は、伝達トランジスタBT1
1を通じて0Vになり、第1下部選択トランジスタLS
T1が全部OFFの状態になる。一方、上部メモリブロ
ックUSBK3内の第1上部選択線USL1は、伝達ト
ランジスタBT1を通じて5Vとなる。
The third memory block SBK3 is specified by an address, and the address signal A11 is set to "H".
Assuming the state, the corresponding decoder 32 shown in FIG.
2 goes to the "L" state and the block selection control line BS
C3 becomes the program voltage Vpgm after t1. Therefore, the transfer transistor array 34-3 (FIG. 17) is in the ON state. At this time, the upper selection gate line USG
L3 becomes 5V, and the lower select gate line LSGL3 becomes 0V. On the other hand, the ground line driving circuit 320 shown in FIG.
In the period from t2 to t2, the upper and lower ground selection lines UGS
0V is provided to L and LGSL. Thereby the upper part,
The second upper and lower select transistors UST2 and LST2 in the lower memory blocks USBBK3 and LSBK3 are all O
It becomes FF. Further, the first lower selection line LSL1 in the lower memory block LSBK3 is connected to the transmission transistor BT1.
1 becomes 0V through the first lower selection transistor LS
T1 is all turned off. On the other hand, the first upper selection line USL1 in the upper memory block USBK3 becomes 5 V through the transfer transistor BT1.

【0136】以上のプログラム動作における主要部分の
電圧関係を、次の表5にまとめて示す。
Table 5 below summarizes the voltage relationship of the main parts in the above program operation.

【0137】[0137]

【表5】 [Table 5]

【0138】プログラム動作中にワード線WL1〜WL
8に印加される高電圧により、上部、下部メモリブロッ
クUSBK3、LSBK3のNANDセルユニットNU
の充電が起こる。したがって、第1上部選択線USL1
が5Vで、“L”状態、すなわち論理“0”のデータが
書込まれるメモリトランジスタと関連するビット線BL
は5V、“H”状態、すなわち論理“1”のデータが書
込まれるメモリトランジスタと関連するビット線BLは
0Vであるので、論理“1”の書込まれるメモリトラン
ジスタと接続された上部メモリブロックUSBK3内の
第1上部選択トランジスタUST1は導通状態になり、
論理“0”の書込まれるメモリトランジスタと接続され
た上部メモリブロックUSBK3内の第1上部選択トラ
ンジスタUST1は非導通状態になる。そして、論理
“1”となるメモリトランジスタを有する上部メモリブ
ロックUSBK3内のNANDセルユニットNUにおけ
るメモリトランジスタM1〜M8のソース及びドレイン
とチャネルは0Vとなり、論理“0”となるメモリトラ
ンジスタを有する上部メモリブロックUSBK3内のN
ANDセルユニットNUは高電圧に充電された状態とな
る。したがって、t1からt2 までのプログラム期間
で、上部のワード線WL4と接続された論理“1”とな
るメモリトランジスタM5のフローティングゲートは、
F−N電流により電子を蓄積し、約0.8Vのしきい電
圧を有するエンハンスメント形のトランジスタに変わ
る。つまり、論理“1”のデータを記憶する。一方、論
理“0”となるメモリトランジスタのチャネルとソース
及びドレインの接合キャパシタは、高電圧に充電されて
いるので、これらメモリトランジスタのプログラムは防
止される。
During program operation, word lines WL1 to WL
8, the NAND cell unit NU of the upper and lower memory blocks USBK3 and LSBK3
Charging occurs. Therefore, the first upper selection line USL1
Is 5V and is in an "L" state, that is, a bit line BL associated with a memory transistor to which data of logic "0" is written.
Is a 5V, "H" state, that is, the bit line BL associated with the memory transistor to which the data of logic "1" is written is 0V, so the upper memory block connected to the memory transistor to which the logic "1" is written The first upper select transistor UST1 in USBK3 is turned on,
The first upper select transistor UST1 in the upper memory block USBK3 connected to the memory transistor to which the logic "0" is written is turned off. Then, the source, drain and channel of the memory transistors M1 to M8 in the NAND cell unit NU in the upper memory block USBK3 having the memory transistor having the logic "1" become 0V, and the upper memory having the memory transistor having the logic "0" N in block USBK3
AND cell unit NU is charged to a high voltage. Therefore, during the program period from t1 to t2, the floating gate of the memory transistor M5 connected to the upper word line WL4 and having a logic "1"
The electrons are accumulated by the FN current, and are converted into an enhancement type transistor having a threshold voltage of about 0.8V. That is, data of logic "1" is stored. On the other hand, since the junction capacitor of the channel and the source and the drain of the memory transistor which becomes logic "0" is charged to a high voltage, programming of these memory transistors is prevented.

【0139】このとき、選択されない下部メモリブロッ
クLSBK3の第1下部選択線LSL1と第2下部選択
線LSL2は0Vであり、これによって、これら第1、
第2下部選択線LSL1、LSL2と接続された第1、
第2下部選択トランジスタLST1、LST2は全部O
FFの状態になる。したがって、下部メモリブロックL
SBK3内のNANDセルユニットNU内の各メモリト
ランジスタM1〜M8のチャネルとソース及びドレイン
の接合キャパシタも高電圧に充電され、プログラムが防
止される。
At this time, the first lower select line LSL1 and the second lower select line LSL2 of the unselected lower memory block LSBK3 are at 0V, whereby the first
The first connected to the second lower selection lines LSL1 and LSL2,
The second lower select transistors LST1 and LST2 are all O
The state becomes FF. Therefore, the lower memory block L
The junction capacitors of the channels and the sources and drains of the memory transistors M1 to M8 in the NAND cell unit NU in the SBK3 are also charged to a high voltage, thereby preventing programming.

【0140】図21に示すt2 でプログラム動作が終了
し、クロック信号φR のパルス発生が中止されるので、
チャージポンプ回路348がディスエーブルされ、ブロ
ック選択制御線BSC3は5Vに降下する。そして、t
2 からt3 までの期間で、“L”状態の制御信号バーD
Sにより制御ゲート線CGL1〜CGL8が接地され、
それによりメモリブロックSBK3内のワード線WL1
〜WL8は0Vに放電される。さらに、t3 からt4 ま
での期間で、ブロック選択制御線BSC1〜BSC51
2と上部選択ゲート線USGL1〜USGL512が、
0Vに放電される。
At time t2 shown in FIG. 21, the program operation ends, and the generation of the pulse of clock signal φR is stopped.
The charge pump circuit 348 is disabled, and the block selection control line BSC3 drops to 5V. And t
During the period from 2 to t3, the control signal D in the "L" state is
S controls the control gate lines CGL1 to CGL8 to ground,
Thereby, the word line WL1 in the memory block SBK3 is
WLWL8 are discharged to 0V. Further, during the period from t3 to t4, the block selection control lines BSC1 to BSC51
2 and the upper select gate lines USGL1 to USGL512,
Discharged to 0V.

【0141】図21に示すt4 からプログラム検証動作
を行える。プログラム検証動作は、先の実施例とほぼ同
様のものである。先の実施例と比べて異なる点は、選択
されたメモリブロックSBKi内で上部メモリブロック
USBKi又は下部メモリブロックLSBKiを選択す
るブロック選択制御回路318の動作にある。
The program verification operation can be performed from t4 shown in FIG. The program verification operation is almost the same as in the previous embodiment. The difference from the previous embodiment lies in the operation of the block selection control circuit 318 for selecting the upper memory block USBKi or the lower memory block LSBKi in the selected memory block SBKi.

【0142】図18に示すブロック選択制御回路318
の動作に応じて、プログラム検証動作で選択されたメモ
リブロックSBKi内の上部メモリブロックUSBKi
が選択されると、選択されたブロック選択制御線BSC
iが約4.3Vになり、上部選択ゲート線USGLiが
5Vになる。そして、図19に示す接地線駆動回路32
0が、上部選択ゲート線UGSLに“H”状態、すなわ
ち5Vを、下部選択ゲート線LGSLに“L”状態、す
なわち0Vを提供する。図7に関連して先の実施例で説
明したように、プログラム検証動作で、選択された制御
ゲート線CGLはプログラム検証電圧、例えば0.8V
となり、選択されない制御ゲート線CGLは5Vにな
る。したがって、図17に示す伝達トランジスタアレイ
34−iに接続される約4.3Vのブロック選択制御線
BSCiは、前記選択されなかった制御ゲート線CGL
の5Vが伝達トランジスタBTのドレインからゲートに
キャパシンタンスカップリングを通じて伝達されるの
で、約7Vとなる。この動作は読出動作でも同じであ
る。つまり、上部メモリブロックUSBKi内の選択さ
れたワード線WLは0.8Vの検証電圧に維持され、選
択されないワード線WLは5Vに維持される。また、上
部メモリブロックUSBKi内の第1、第2上部選択線
USL1、USL2は5Vになる。したがって、上部メ
モリブロックUSBKi内の第2選択トランジスタUS
T2がONとされ、上部メモリブロックUSBKi内の
NANDセルユニットNUを、接地された共通ソース線
CSLに接続する。一方、下部メモリブロックLSBK
i内の第1、第2下部選択線LSL1、LSL2は0V
になり、下部メモリブロックLSBKiは選択されな
い。
The block selection control circuit 318 shown in FIG.
, The upper memory block USBKi in the memory block SBKi selected by the program verification operation.
Is selected, the selected block selection control line BSC
i becomes about 4.3V, and the upper select gate line USGLi becomes 5V. Then, the ground line driving circuit 32 shown in FIG.
0 provides an “H” state, ie, 5V, to the upper select gate line UGSL, and an “L” state, ie, 0V, to the lower select gate line LGSL. As described in the previous embodiment with reference to FIG. 7, in the program verification operation, the selected control gate line CGL is set to the program verification voltage, for example, 0.8 V
, And the unselected control gate line CGL becomes 5V. Therefore, the block selection control line BSCi of about 4.3 V connected to the transfer transistor array 34-i shown in FIG. 17 is connected to the unselected control gate line CGL.
Is transmitted through the capacitance coupling from the drain to the gate of the transmission transistor BT, so that the voltage is about 7V. This operation is the same in the read operation. That is, the selected word line WL in the upper memory block USBKi is maintained at the verification voltage of 0.8 V, and the unselected word lines WL are maintained at 5 V. In addition, the first and second upper selection lines USL1 and USL2 in the upper memory block USBKi become 5V. Therefore, the second selection transistor US in the upper memory block USBKi
T2 is turned ON, and the NAND cell unit NU in the upper memory block USBKi is connected to the grounded common source line CSL. On the other hand, the lower memory block LSBK
The first and second lower selection lines LSL1 and LSL2 in i are 0 V
, And the lower memory block LSBKi is not selected.

【0143】それ以後のプログラム検証動作と再プログ
ラム動作は、図16に示したt2 からt4 までの期間の
タイミング図に関連して先の実施例で説明した動作と同
様である。
The subsequent program verifying operation and reprogramming operation are the same as those described in the previous embodiment with reference to the timing chart of the period from t2 to t4 shown in FIG.

【0144】この実施例におけるプログラム及び再プロ
グラム技術でも、プログラム防止メモリトランジスタ、
すなわち論理“0”にプログラムされるセル及び論理
“1”のプログラムに成功したセルについて、プログラ
ムや再プログラムを防止するために、各ビット線と接続
されるプログラム防止電圧発生回路を不要とできる。し
たがって、周辺回路の簡素化とチップ面積の縮小を達成
できる。また、プログラム及び再プログラム動作中、キ
ャパシティブカップリングによりプログラム防止電圧が
自動的に発生されるので、プログラム及び再プログラム
動作を高速で行うことが可能となる。つまり、セルフプ
ログラム防止技術を使用するので、このような利点を得
られるものである。
In the programming and reprogramming technique of this embodiment, the program-preventing memory transistor,
In other words, a program prevention voltage generation circuit connected to each bit line can be dispensed with in order to prevent programming and reprogramming of a cell programmed to logic "0" and a cell successfully programmed to logic "1". Therefore, simplification of the peripheral circuit and reduction of the chip area can be achieved. In addition, during the program and reprogram operations, the program prevention voltage is automatically generated by the capacitive coupling, so that the program and reprogram operations can be performed at high speed. That is, since the self-program prevention technology is used, such an advantage can be obtained.

【0145】この実施例の読出動作では、前述のプログ
ラム検証動作で0.8Vが加えられる選択されたワード
線WLに、0Vが加えられる。読出動作におけるメモリ
トランジスタの選択動作は前述のプログラム検証動作の
場合と同様であり、ページ読出し、ページ読出感知、及
び入出力端への出力は、図16と関連して先の実施例で
説明した動作と同様である。
In the read operation of this embodiment, 0 V is applied to the selected word line WL to which 0.8 V is applied in the above-described program verification operation. The operation of selecting a memory transistor in a read operation is the same as that in the case of the above-described program verification operation. The operation is the same.

【0146】尚、図22Aに、図2及び図3に示す回路
の接続関係を、図22Bに、図3及び図17に示す回路
の接続関係を、それぞれ示しておく。
FIG. 22A shows the connection relationship between the circuits shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 22B shows the connection relationship between the circuits shown in FIGS. 3 and 17.

【0147】[0147]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によるE
EPROMでは、従来より一層改善されたプログラム検
証の各能力を有し、その信頼性も高いもとなるように設
計できる。また、本発明に係るプログラム検証及び読出
しと関連する周辺回路は、NOR形のメモリセルアレイ
を有する不揮発性半導体メモリ装置にも使用できる。
As described above, according to the present invention,
The EPROM can be designed so as to have a program verification capability which is more improved than before and to have high reliability. Further, the peripheral circuit related to program verification and reading according to the present invention can also be used for a nonvolatile semiconductor memory device having a NOR type memory cell array.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるEEPROMの実施例を示す概略
ブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of an EEPROM according to the present invention.

【図2】図1中に示すメモリセルアレイの構成例を示す
回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a memory cell array shown in FIG.

【図3】図1中に示す入出力バッファ、列デコーダ及び
選択回路、データレジスタ及びセンスアンプの構成例を
示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of an input / output buffer, a column decoder and a selection circuit, a data register, and a sense amplifier shown in FIG.

【図4】メモリセルアレイを構成するNANDセルユニ
ットのレイアウトパターンの一例を示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing an example of a layout pattern of a NAND cell unit forming a memory cell array.

【図5】図4中の矢示IV−IV線に沿う断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 4;

【図6】図2に示すメモリセルアレイに対し用いられる
ブロック選択制御回路の構成例を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a block selection control circuit used for the memory cell array shown in FIG. 2;

【図7】図2に示すメモリセルアレイに対し用いられる
制御ゲート駆動回路の構成例を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a control gate drive circuit used for the memory cell array shown in FIG. 2;

【図8】図2に示すメモリセルアレイに対し用いられる
ソース線駆動回路の構成例を示す回路図。
8 is a circuit diagram showing a configuration example of a source line driving circuit used for the memory cell array shown in FIG.

【図9】図3中に示す3ステートロジックインバータの
構成例を示す回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a three-state logic inverter shown in FIG. 3;

【図10】図7中に示す3ステートロジックNANDゲ
ートの構成例を示す回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of a three-state logic NAND gate shown in FIG. 7;

【図11】図6に示すブロック選択制御回路で使用され
る制御信号φ6 、φ7 を発生するタイミング回路の構成
例を示す回路図。
11 is a circuit diagram showing a configuration example of a timing circuit that generates control signals φ6 and φ7 used in the block selection control circuit shown in FIG. 6;

【図12】図1中に示すプログラム判断回路の構成例を
示す要部の回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram of a main part showing a configuration example of a program judging circuit shown in FIG. 1;

【図13】図1中に示すプログラム判断回路の構成例を
示す要部の回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram of a main part showing a configuration example of a program judging circuit shown in FIG. 1;

【図14】図2に示すメモリセルアレイのブロック消去
モードで使用される各制御信号のタイミング図。
FIG. 14 is a timing chart of control signals used in the block erase mode of the memory cell array shown in FIG. 2;

【図15】図2に示すメモリセルアレイのプログラムモ
ードで使用される各制御信号のタイミング図。
FIG. 15 is a timing chart of each control signal used in the program mode of the memory cell array shown in FIG. 2;

【図16】図2に示すメモリセルアレイのプログラム検
証モード及び読出モードで使用される各制御信号のタイ
ミング図。
16 is a timing chart of control signals used in a program verification mode and a read mode of the memory cell array shown in FIG. 2;

【図17】図1中に示すメモリセルアレイの他の構成例
を示す回路図。
FIG. 17 is a circuit diagram showing another configuration example of the memory cell array shown in FIG. 1;

【図18】図17に示すメモリセルアレイに対し用いら
れるブロック選択制御回路の構成例を示す回路図。
18 is a circuit diagram showing a configuration example of a block selection control circuit used for the memory cell array shown in FIG.

【図19】図17に示すメモリセルアレイに対し用いら
れる接地線駆動回路の構成例を示す回路図。
19 is a circuit diagram showing a configuration example of a ground line driving circuit used for the memory cell array shown in FIG.

【図20】図17に示すメモリセルアレイのブロック消
去モードで使用される各制御信号のタイミング図。
20 is a timing chart of each control signal used in the block erase mode of the memory cell array shown in FIG.

【図21】図17に示すメモリセルアレイのプログラム
モードで使用される各制御信号のタイミング図。
21 is a timing chart of each control signal used in the program mode of the memory cell array shown in FIG.

【図22】Aは図2の回路と図3の回路との接続関係を
示すブロック図、Bは図3の回路と図17の回路との接
続関係を示すブロック図。
22A is a block diagram showing a connection relationship between the circuit in FIG. 2 and the circuit in FIG. 3, and FIG. 22B is a block diagram showing a connection relationship between the circuit in FIG. 3 and the circuit in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 メモリセルアレイ 12 データレジスタ及びセンスアンプ 14 列デコーダ及び選択回路 16 入出力バッファ 18、318 ブロック選択制御回路 20 制御ゲート駆動回路 22 ソース線駆動回路 24 プログラム判断回路 26 入力バッファ 28 出力バッファ 30 列デコーダ 32 列選択回路 33 定電流回路 64 基準部 66 電流源部 320 接地線駆動回路 164 検証電圧発生回路 Reference Signs List 10 memory cell array 12 data register and sense amplifier 14 column decoder and selection circuit 16 input / output buffer 18, 318 block selection control circuit 20 control gate drive circuit 22 source line drive circuit 24 program determination circuit 26 input buffer 28 output buffer 30 column decoder 32 Column selection circuit 33 Constant current circuit 64 Reference section 66 Current source section 320 Ground line drive circuit 164 Verification voltage generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/792

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数のビット線と多数のセルユニットと
を有しており、 各セルユニットは少なくとも一つのメモリトランジスタ
で構成され、これらメモリトランジスタは、フローティ
ングゲートと制御ゲートとを有するフローティングゲー
ト電界効果トランジスタで構成されており、 前記各セルユニットの一端は対応するビット線に接続さ
れると共に、他端は基準電位を受けるようにされてお
り、 読出動作中に選択されたメモリトランジスタの制御ゲー
トに読出電圧を印加し、そして、データプログラム動作
中にプログラム電圧及びプログラム検証動作中にプログ
ラム検証電圧を、選択されたメモリトランジスタの制御
ゲートに印加するための制御手段を備えた不揮発性半導
体メモリ装置において、 データ読出動作とプログラム検証動作においてビット線
に少量の電流を供給するための電流源手段と、 データプログラム動作中にビット線を通じて選択された
メモリトランジスタに書込データを提供するために書込
データを貯蔵し、また、読出動作中に読出データ、そし
てプログラム検証動作中に検証データを貯蔵するための
共通データラッチ手段と、 読出動作とプログラム検証動作において、電流源手段か
ら選択されたメモリトランジスタを通じて流れるビット
線の電流に依存して読出データ及び検証データを検出
し、共通データラッチ手段にそれぞれ提供するためのデ
ータ感知手段と、を有することを特徴とする不揮発性半
導体メモリ装置。
1. A semiconductor device comprising a plurality of bit lines and a plurality of cell units, each cell unit comprising at least one memory transistor, wherein each of the memory transistors has a floating gate electric field having a floating gate and a control gate. One end of each cell unit is connected to a corresponding bit line, and the other end receives a reference potential. The control gate of the memory transistor selected during the read operation Non-volatile semiconductor memory device having control means for applying a read voltage to a memory cell and applying a program voltage during a data program operation and a program verify voltage during a program verify operation to a control gate of a selected memory transistor In the data read operation and program verification operation Current source means for supplying a small amount of current to a bit line, and storing write data for providing write data to a selected memory transistor through the bit line during a data programming operation, and performing a read operation. Common data latch means for storing read data during the program and verify data during the program verify operation, and depending on the bit line current flowing through the memory transistor selected from the current source means during the read and program verify operations. And a data sensing means for detecting the read data and the verification data and providing the data to the common data latch means, respectively.
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